Las células solares de perovskita con capas tampón TMO alcanzan una eficiencia del 15,7%

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Un grupo de investigadores dirigido por la Universidad de Roma Tor Vergata ha diseñado una célula solar de perovskita para aplicaciones en tándem con dispositivos fotovoltaicos.

Como se menciona en un artículo académico publicado recientemente, la célula utiliza capas amortiguadoras hechas de óxidos de metales de transición (TMO) destinadas a proteger la célula durante la pulverización catódica de óxido de indio y estaño (ITO) en el proceso de producción de la célula.

Los científicos probaron, en concreto, dos óxidos metálicos de transición (TMO) evaporados diferentes -óxido de molibdeno (MoOx) y óxido de vanadio (V2Ox)- y descubrieron que el primero proporcionaba el mejor rendimiento.

La capa amortiguadora se probó en una célula construida con un sustrato de vidrio y óxido de estaño dopado con flúor (FTO), una capa de transporte de electrones (ETL) basada en dióxido de carbono-titanio (C/TiO2) y un fotocatalizador que contenía dióxido de titanio mesoporoso (m-TiO2). También incluía un absorbente de perovskita, una capa de transporte de huecos (HTL) de poli-triarilamina (PTAA) y un electrodo de óxido de indio y estaño (ITO).

Mediante una serie de pruebas, el equipo de investigación descubrió que el pulverizado de ITO afecta a la capa de PTAA y a sus interfaces con el absorbedor de perovskita y el electrodo de ITO, respectivamente.

Se optimizó el proceso de deposición de ITO, equilibrando el efecto del plasma UV y el efecto del bombardeo iónico, y se consiguió la supresión completa del daño por sputtering con la introducción de un TMO evaporado sobre la capa de PTAA”, señalan los académicos en el artículo. “El uso de capas protectoras ultrafinas (2,5 nm para V2Ox o 7,5 nm para MoOx) mitigó eficazmente los efectos dañinos del sputtering”.

La célula fabricada con la capa amortiguadora de V2Ox alcanzó una eficiencia del 15,65% y la basada en MoOx llegó al 16,44%.

“Demostramos con éxito que la capa amortiguadora protectora es eficaz para suprimir los daños por pulverización catódica también en las células solares de perovskita más finas para aplicaciones BIPV, sin afectar a la transmitancia media visible (AVT)”, afirma el artículo.

El diseño de la célula se presenta en el artículo “Semitransparent Perovskite Solar Cells with Ultrathin Protective Buffer Layers” (Células solares de perovskita semitransparentes con capas tampón protectoras ultrafinas), publicado en ACS Publications.

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