Una célula solar de perovskita invertida alcanza una eficiencia del 24,8% gracias a un nuevo aditivo

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Científicos de la City University de Hong Kong han desarrollado una célula solar de perovskita invertida con un nuevo aditivo que supuestamente es capaz de modular el crecimiento de la película de perovskita a través de una fase intermedia puenteada por hidrógeno.

El aditivo, que describen como “multifuncional y no volátil”, consiste en una molécula conocida como clorhidrato de ácido 4-guanidinobenzoico (GBAC), que es una materia prima e intermedio utilizado habitualmente en síntesis orgánicas, productos farmacéuticos, agroquímicos y colorantes.

“Esta molécula también puede servir como un eficaz enlazador de pasivación de defectos en la película de perovskita recocida debido a su nula volatilidad, lo que reduce significativamente la pérdida por recombinación no radiativa y mejora la calidad de la película”, explicaron los académicos, señalando que, mediante su adición, se forma una fase intermedia con puente de hidrógeno y se pueden conseguir películas de perovskita de alta calidad.

El dispositivo tiene una estructura p-i-n y mostró una densidad de defectos considerablemente reducida en la película de perovskita, lo que a su vez se traduce en una reducción de las recombinaciones no radiativas.

La célula alcanzó una eficiencia máxima de conversión de energía del 24,8% y una eficiencia certificada del 24,5%, resultado confirmado por los Laboratorios de Tecnología de Seguridad Eléctrica y Medio Ambiente de Japón (JET). “La pérdida de energía global del dispositivo se redujo a 0,36 eV, lo que representa una de las pérdidas de energía más bajas entre los dispositivos fotovoltaicos de perovskita con alta eficiencia de conversión de potencia”, añadieron los científicos.

La célula también fue capaz de conservar el 98% de su eficiencia inicial durante más de 1.000 horas bajo calentamiento continuo a unos 65 C en una guantera llena de nitrógeno.

Los científicos también construyeron un dispositivo de mayor superficie, de 1 cm2, con esta tecnología celular y la nueva célula alcanzó una eficiencia del 22,7%, lo que, según afirman, demuestra que la tecnología es totalmente escalable. “Este eficaz método también puede aplicarse a las perovskitas de banda ancha y a dispositivos de gran superficie para reducir las pérdidas de tensión y aumentar la eficiencia”, afirman.

Los resultados se publican en el artículo “Hydrogen-bond-bridged intermediate for perovskite solar cells with enhanced efficiency and stability” (Intermediario con puente de hidrógeno para células solares de perovskita con mayor eficacia y estabilidad), en la revista Nature Photonics.

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