Científicos chinos logran un 24,83% de eficiencia con una célula fotovoltaica de perovskita de heterounión 2D/3D

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Investigadores de la Universidad Normal de Shaanxi (China) han desarrollado una célula solar de perovskita híbrida orgánico-inorgánica que utiliza cristal de perovskita 2D como plantilla para el crecimiento de perovskita 3D.

Las células de perovskita construidas con materiales híbridos 2D suelen ser más estables que los dispositivos 3D convencionales, debido a la protección que proporcionan los ligandos orgánicos. Suelen presentar grandes energías de enlace de los excitones.

“Este trabajo ha logrado por primera vez el control de la orientación de láminas delgadas de perovskita policristalina, y ha preparado láminas delgadas de perovskita de alta calidad y dispositivos de alta eficiencia con orientación”, declaró el investigador Zhike Liu a pv magazine.

Los académicos construyeron la célula con una arquitectura de heterounión 2D/3D. El dispositivo cuenta con un sustrato de óxido de estaño (FTO), una capa de transporte de electrones de óxido de titanio (TiO2), una capa de perovskita depositada sobre una película de diaminobencidina (DAB) mediante espinorrevestimiento, una capa de transporte de huecos de espiro-OMeTAD y un contacto metálico.

Según los investigadores, la película de DAB puede modificar la morfología de las películas de perovskita.

“La modificación con DAB de las superficies inferior y superior de la película de perovskita puede pasivar y reducir defectos de forma significativa, reduciendo así la pérdida por recombinación no radiativa en la película de perovskita”, explicaron.

La célula solar tiene una eficiencia de conversión energética del 24,83%, una tensión de circuito abierto de 1,19 V, una corriente de cortocircuito de 25,21 mA cm-2 y un factor de llenado del 82,61%.

“Los dispositivos no encapsulados mantienen el 95% y el 89% de su eficiencia inicial tras almacenarse en aire ambiente durante 1.650 horas o calentarse a 85 ºC durante 500 horas, respectivamente, y el dispositivo encapsulado mantiene el 88% de su PCE inicial tras el seguimiento del MPP durante 200 h bajo iluminación continua”, afirma el grupo chino.

Presentaron la célula en “Orientation Engineering via 2D Seeding for Stable 24.83% Efficiency Perovskite Solar Cells” (Ingeniería de orientación mediante siembra 2D para células solares de perovskita estables con una eficiencia del 24,83), publicado recientemente en Advanced Energy Materials.

“Este artículo tiene un buen valor de referencia para controlar otras orientaciones de la perovskita y promover el proceso de comercialización de células de perovskita de alta eficiencia”, afirmó Liu.

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