Célula solar de perovskita con una eficiencia del 23,93 % mediante un nuevo tratamiento de humedad
Fuente: https://www.pv-magazine.com/
Científicos de China desarrollaron un tratamiento de humedad controlable para películas de perovskita que, según se informa, puede promover el transporte masivo de sales orgánicas. Las películas se usaron para construir una celda solar de perovskita de 0,2 cm2 que pudo retener el 80 % de su eficiencia inicial después de 1200 h.
Un grupo de científicos de la Universidad de Huaqiao en China ha investigado los efectos de la humedad del aire en las películas de perovskita intermedia y final en las células solares y ha propuesto utilizar un tratamiento de humedad controlable que consiste en una serie de nitrógeno (N 2 )-protegido técnicas de caracterización.
“Muchos informes anteriores afirmaban que la humedad podría penetrar la mayor parte de la película de perovskita, destruir las interacciones orgánico-inorgánicas y generar el no deseado yoduro de plomo (II) (PbI 2 ), lo que provocaría la pérdida de las propiedades fotovoltaicas”, explicaron. “El efecto disruptivo del H 2 O sobre la perovskita se atribuyó al proceso de hidratación irreversible, que lleva a la degradación de la perovskita a (PbI 2 .). Sin embargo, cuando la dosis de H 2 O era baja, este proceso de hidratación era reversible y el producto hidratado podía deshidratarse espontáneamente en una atmósfera seca”.
Los investigadores analizaron los efectos de la humedad protegiendo y caracterizando las muestras de perovskita metaestable con varias cabinas llenas de N 2 . Investigaron, en particular, la evolución de las películas de perovskita húmeda antes y después del tratamiento de humedad mediante espectroscopia UV-vis (UV-vis), fotoluminiscencia en estado estacionario (PL), espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), difracción de rayos X ( XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), resonancia magnética nuclear (RMN) y análisis termogravimétrico (TGA).
“Encontramos que la película humidificada puede desencadenar la reacción cuasi-sólido-sólido entre las sales orgánicas y el PbI 2 , logrando una rápida distribución homogénea del complejo PbI 2 -sales orgánicas ”, afirmaron. «En consecuencia, las películas de perovskita resultantes exhibieron una fase de perovskita más homogénea con granos de cristal más grandes y una mayor cristalinidad».
Fabricaron una celda solar de 0,2 cm 2 con películas de perovskita fabricadas a través de un proceso de deposición secuencial de dos pasos y obtuvieron las películas de PbI 2 recubriendo por rotación la solución de PbI 2 sobre sustratos hechos de óxido de indio y estaño y óxido de estaño (ITO/SnO 2 ). La célula se basó en un precursor de Spiro-OMeTAD . Su eficiencia y estabilidad se probaron bajo una iluminación de 100 mW cm- 2 . “Finalmente, obtuvimos una eficiencia de conversión de energía cercana al 24 % (23,93 %) con una tensión de circuito abierto y un factor de llenado mejorados”, destacaron. “Además, el dispositivo correspondiente puede permanecer por encima del 80 % de la eficiencia inicial después de una iluminación continua de 1 sol de más de 1200 h, lo que muestra una sólida estabilidad operativa”.
Describieron el dispositivo en el artículo » La cristalización rápida activada por la humedad permite células solares de perovskita eficientes y estables «, que se publicó recientemente en Nature Communications . “Este trabajo brinda un método factible para investigar sustancias metaestables en condiciones protectoras”, concluyeron.
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