La Academia China de las Ciencias ha anunciado esta semana que sus investigadores han fabricado películas de perovskita homogeneizadas que podrían aumentar la eficiencia y la estabilidad de las células solares de perovskita.
Los científicos afirman que han resuelto el problema típico de la segregación de fases que se produce inevitablemente en el interior de las películas de perovskita y que afecta tanto a la eficiencia de conversión de potencia como a la estabilidad térmica de los dispositivos fotovoltaicos de perovskita. Se trata de una cuestión problemática, ya que la iluminación, como la luz solar, altera la composición delicadamente ordenada de los elementos dentro de las perovskitas de haluros mixtos.
“Todos sabemos por trabajos anteriores que los cationes de distintos grupos se distribuyen de forma no homogénea, pero aún no está claro cómo se distribuyen exactamente, por qué y cómo afecta a la eficiencia”, explica el investigador Xu Pan. “Hemos visualizado la inhomogeneidad composicional fuera del plano a lo largo de la dirección vertical a través de las películas de perovskita y hemos identificado las razones subyacentes y los impactos potenciales para los dispositivos”.
Los investigadores afirman en “Out-of-plane cations homogenize perovskite composition for solar cells” (Los cationes fuera del plano homogeneizan la composición de la perovskita para las células solares), publicado recientemente en Nature, que midieron la distribución vertical de los cationes FA+ y Cs+ en la película. Descubrieron la agregación de Cs+ en la parte inferior de la película y la concentración de FA+ en la interfaz superior.
“Entonces descubrimos que los cationes de distintos grupos cristalizan y se transforman a velocidades muy diferentes”, dijo Pan, en referencia a la causa principal de la falta de homogeneidad de la película.
Para crear películas más homogéneas, el grupo utilizó un aditivo conocido como 1-(fenilsulfonil)pirrol (PSP), que, según dijeron, cumplió con éxito su misión.
Con la película de perovskita optimizada, los académicos construyeron una célula solar con un área activa de 1 cm2. Probado en condiciones de iluminación estándar, este dispositivo mostró una eficiencia de conversión de potencia del 26,14%, una tensión de circuito abierto de 1,164 V, una corriente de cortocircuito de densidad de 26,14 mA/cm2 y un factor de llenado del 85,74%. La célula también fue capaz de conservar el 92% de su eficiencia original después de 2.500 h.
Los científicos también afirmaron que una entidad externa no revelada ha certificado la eficiencia de la célula en un 25,2%.
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