PCE normalizado frente al tiempo para las PSC no encapsuladas almacenadas en la oscuridad bajo el aire ambiente sin un filtro UV al 40-50% de HR. El diagrama de inserción muestra el cambio en la estructura del cristal de perovskita después de la intercalación de CsI. Crédito:Universidad de Kanazawa
Un equipo de científicos dirigido por el Instituto de Investigación de Nanomateriales de la Universidad de Kanazawa ha demostrado que la estabilidad y la eficiencia de ciertos paneles solares se pueden mejorar en gran medida mediante el uso de la tecnología de intercalación de yoduro de cesio (CsI). Este trabajo puede ayudar a que las células solares sean más competitivas con otras fuentes de energía renovable.
Los paneles solares tienen el potencial de ser una fuente de energía limpia y abundante. En particular, células fotovoltaicas con estructura de cristal de perovskita, el nombre del mineral con la misma configuración atómica, tiene muchas características atractivas. Su fuerte absorción óptica y alta movilidad de carga conduce a un bajo costo de fabricación y una alta producción de energía. Sin embargo, el despliegue por parte de los consumidores de células solares de perovskita se ha visto obstaculizado por la limitada robustez de estas células, porque su estructura puede descomponerse después de la exposición a la humedad, luz o calor. Por lo tanto, se necesitan nuevas formulaciones que aumenten la vida útil de las células solares de perovskita para infundir confianza al consumidor antes de que sean posibles las aplicaciones comerciales.
Ahora, un equipo de científicos encabezado por la Universidad de Kanazawa ha descubierto que agregar CsI al MAPbI de uso común 3 La estructura de perovskita aumenta en gran medida la estabilidad de los dispositivos resultantes. Los átomos de Cs migran y se "intercalan" en la red cristalina, y los dispositivos mejorados mostraron eficiencias de conversión de energía de hasta el 18,43%.
Imágenes SEM de vista superior de a) una película de MAPbI3 impecable, y películas de perovskita con b) capa superior, c) capa inferior yd) intercalación CsI de doble capa. Crédito:Universidad de Kanazawa
"Las células solares de perovskita de haluro metálico híbrido orgánico-inorgánico son una tecnología de muy rápido crecimiento, ", dice el autor correspondiente, Md. Shahiduzzaman. Usando microscopía electrónica de barrido, los científicos comprobaron que el tamaño de los granos de cristal dentro del material también aumentó de 300 a 700 nm debido a la adición de CsI. Ellos plantean la hipótesis de que la intercalación del cesio reduce el espacio entre los planos atómicos, de modo que la humedad del aire no pueda entrometerse tan fácilmente. También, las superficies se vuelven más lisas, lo que permite que las cargas lleguen a los electrodos. "Nuestro enfoque nos permitió producir capas con un control preciso sobre la intercalación CsI, ", dice el autor correspondiente Tetsuya Taima. Este trabajo puede ayudar a traer una revolución en la energía renovable, en el que los paneles solares de perovskita se convierten en una vista mucho más común.
