Investigadores en China han desarrollado un nuevo tipo de células solares de perovskita que ofrecen viejo eficiencia. Desarrolladas por científicos de la Universidad de Huaqiao, estas células solares de perovskita ofrecen una eficiencia del 26,39%.
Los investigadores incluso revelaron que estas células utilizan una capa intermedia selectiva de agujeros que inhibe la difusión de iones para aumentar la estabilidad del dispositivo. Se cree que la principal causa de inestabilidad de las células solares de perovskita es la migración de iones.
Afirmaron que las células solares de perovskita han demostrado una vida útil operativa limitada, principalmente conveniente a la difusión de iones de capa a capa en la heterounión perovskita/capa de transporte de huecos (HTL) dopada, lo que lleva a una caída de la conductividad en HTL y a la pérdida de componentes en la perovskita.
Capa intermedia polimérica ultrafina
Para encarar estos problemas, los científicos introdujeron una capa intermedia polimérica de tipo p (D18) ultrafina (~7 nm) con una excelente capacidad de corte de iones entre la perovskita y el HTL.
Publicado en la revista Nature, el estudio revela que la capa intermedia ultrafina D18 inhibe eficazmente la difusión capa a capa de iones de litio, metilamonio, formamidio y yoduro. Por otra parte, D18 alivio la afiliación del nivel de energía en la interfaz perovskita/HTL y facilita la ascendencia valioso de agujeros.
Los investigadores incluso afirmaron que las células solares de perovskita resultantes alcanzan eficiencias del 26,39% (certificado 26,17) y del 25,02% con áreas de transigencia de 0,12 y 1,00 centímetros cuadrados, respectivamente. Sorprendentemente, los dispositivos conservan el 95,4% de la eficiencia auténtico luego de 1100 horas de funcionamiento en el seguimiento del punto de máxima potencia, lo que representa importantes avances en la estabilidad para los PSC de incorporación eficiencia, según el estudio.
Incorporación de una capa intermedia selectiva de agujeros en PSC
Los científicos revelaron que la idea de incorporar una capa intermedia selectiva de huecos en las PSC se inspiró en las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM), donde la PEM sirve como conductor de protones al tiempo que bloquea la difusión de otras especies químicas. “Para conquistar PSC de contacto en gran medida estables con incorporación eficiencia, se aplazamiento que la capa intermedia selectiva de orificios insertada transporte eficientemente los orificios fotogenerados e inhiba la difusión de iones”, dijeron los investigadores.
El equipo de investigación construyó la capa intermedia selectiva de agujeros con un material polimérico ultrafino conocido como PDTBT2T-FTBDT (D18), que supuestamente ofrece una cobertura conformal en la superficie de la película de perovskita conveniente a la incorporación fluidez de su alternativa diluida. Todavía presenta una afiliación de nivel de energía coincidente con el absorbente de perovskita y el Spiro-OMeTAD HTL, informó PV Magazine.
Para confirmar la poder de diferentes polímeros para inhibir la difusión de iones, los investigadores depositaron películas de PbBr2 aplicando una alternativa de PbBr2 (0,4 M) sobre sustratos de vidrio a 2000 rpm durante 30 segundos y luego las recocieron a 100 °C durante 5 minutos.
“Las capas de polímero se depositaron mediante recubrimiento por rotación con soluciones D18, P3HT y PTAA (2, 4, 6, 10 mg ml-1) sobre películas de PbBr2 a 3000 rpm durante 30 s, y luego se centrifugó la alternativa de FAI (0,4 M). -recubierto con películas PbBr2/D18, PbBr2/P3HT y PbBr2/PTAA a 1700 rpm para 30 s y luego recocido a 100 °C durante 10 min”, dijeron los investigadores.
El equipo evaluó la poder de la capa intermedia para inhibir la difusión de iones y descubrió que proporciona un rendimiento superior en comparación con los polímeros P3HT y PTAA más utilizados. Los resultados muestran que la capa D18 tiene una sólida capacidad de corte de iones bajo estrés térmico. D18 está en férreo contacto con el brizna de perovskita y el confín del brizna, proporcionando una cobertura conforme, según PV Magazine.
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