Un grupo de químicos de la Universidad Tecnológica de Kaunas (KTU), Lituania, junto con los físicos de la Universidad de Vilnius y el Instituto Federal Suizo de Tecnología, Lausana (EPFL), han descubierto una de las posibles razones detrás de la corta vida útil de las células solares de perovskita y han ofrecido soluciones. Según los científicos, Los materiales de transporte de agujeros utilizados en las células solares de perovskita están reaccionando con uno de los aditivos más populares. terc-butilpiridina, lo que tiene un impacto negativo en el rendimiento general del dispositivo.

Aunque las células solares de perovskita están atrayendo la atención debido a su creciente eficiencia de conversión de energía, materiales de bajo costo y proceso de fabricación relativamente simple, estas células solares de próxima generación aún se encuentran en las primeras etapas de comercialización en comparación con las tecnologías solares maduras. Una de las principales preocupaciones es la estabilidad y la vida útil relativamente corta de los elementos de perovskita.

El profesor Vytautas Getautis de la Facultad de Tecnología Química de KTU dice que hasta ahora, no se ha prestado atención a la posible interacción entre los elementos de la célula solar. Por primera vez, Los químicos de KTU han descubierto la reacción química entre los componentes de la composición de la capa transportadora de huecos:el semiconductor y el aditivo utilizado para mejorar el rendimiento de la célula solar.

"Hemos planteado la hipótesis de que la terc-butilpiridina, que es un aditivo de uso habitual para mejorar el rendimiento, está reaccionando con semiconductores, es decir, materiales de transporte de agujeros en las células solares. Debido a la reacción, la eficiencia del material de transporte del pozo disminuye, a medida que se forman los nuevos productos piridinados, y esto tiene una influencia negativa en el rendimiento de la célula, "explica el profesor Getautis.

Primero, los químicos de KTU sintetizaron y caracterizaron los productos piridinados, lo que hipotéticamente podría disminuir la eficiencia de los materiales de transporte de pozos. Luego, los físicos de EPFL bajo el profesor Mohammad Khaja Nazeeruddin confirmaron la presencia de los productos en las células solares de perovskita envejecidas por medio de espectrometría de masas, y demostró su influencia negativa en el rendimiento general del dispositivo.

"La concentración de estos productos es muy baja después de varios meses de envejecimiento de la célula. Sin embargo, la detección de las sustancias nocivas después de la explotación abre nuevas vías en la producción de células solares de perovskita estables a largo plazo, "dice el profesor Getautis.

Los científicos de KTU están ofreciendo varias soluciones para evitar este problema. Su primera sugerencia es utilizar derivados de piridina menos nucleófilos o estéricamente impedidos. Otra opción sería cambiar la estructura molecular del HTM para que no reaccione con la terc-butilpiridina.

Los hallazgos fueron publicados en un artículo titulado "La piridinación del material de transporte de huecos en las células solares de perovskita cuestiona la estabilidad a largo plazo".