Una tecnología para acelerar aún más la comercialización de dispositivos fotovoltaicos (PV) de punto cuántico coloidal (CQD), que se espera sean dispositivos fotovoltaicos de próxima generación, ha sido desarrollado.

DGIST anunció recientemente que un equipo de investigación con el profesor Jongmin Choi del Departamento de Ciencia e Ingeniería de la Energía y el profesor Edward H. Sargent de la Universidad de Toronto ha identificado la causa de la degradación del rendimiento en los dispositivos fotovoltaicos CQD y ha desarrollado un método de procesamiento de materiales capaz de estabilizar el rendimiento de los dispositivos.

Los puntos cuánticos tienen una excelente absorbancia de luz y son capaces de absorber luz en una amplia gama de longitudes de onda. Por eso, han atraído la atención como material clave para los dispositivos fotovoltaicos de próxima generación. En particular, los puntos cuánticos son ligeros, flexible, e implican bajos costos de procesamiento; por lo tanto, Pueden reemplazarse complementando los inconvenientes de las células solares de silicio actualmente en uso.

A este respecto, Se han realizado varios estudios sobre la eficiencia de conversión fotoeléctrica (PCE) con el objetivo de mejorar el rendimiento de los dispositivos fotovoltaicos CQD. Sin embargo, muy pocos estudios se han centrado en mejorar la estabilidad de estos dispositivos, que es necesaria para el proceso de comercialización. En particular, pocos estudios han utilizado el dispositivo fotovoltaico CQD en el punto de máxima potencia, que es el entorno operativo real de los dispositivos fotovoltaicos.

Para este propósito, El equipo de investigación investigó las causas de la degradación del rendimiento exponiéndolos continuamente a iluminación y oxígeno durante largos períodos de tiempo. similar a las condiciones reales de funcionamiento, con el fin de mejorar la estabilidad requerida para la etapa de comercialización real de los dispositivos fotovoltaicos CQD. Como resultado, se identificó que los iones de yodo en la superficie de los sólidos del punto cuántico se eliminaron por oxidación, resultando en la formación de una capa de óxido. Esta capa de óxido resultó en la deformación de la estructura del punto cuántico, disminuyendo así la eficiencia del dispositivo.

El equipo de investigación desarrolló un método de sustitución de ligando con potasio (K) para mejorar la baja eficiencia del dispositivo. Ligando se refiere a los iones o moléculas que se unen al átomo central de un complejo similar a una rama. Aquí, yoduro de potasio, que previene la oxidación del yodo, se desplegó en la superficie de sólidos de puntos cuánticos para someterse a un proceso de sustitución. Como resultado de la aplicación del método inventado, el dispositivo mantuvo su tasa de rendimiento continuo de más del 80%, que es su tasa de eficiencia inicial, durante 300 horas. Este número es una cifra superior al rendimiento medido previamente hasta ahora.

El profesor Jongmin Choi de DGIST dijo:"El estudio tiene como objetivo demostrar que el dispositivo fotovoltaico CQD puede funcionar de forma más estable en el entorno operativo real, "y comentó además, "Se espera que los resultados aceleren aún más la comercialización del dispositivo fotovoltaico CQD".

Los resultados de este estudio se publicaron el 20 de febrero de en un líder mundial, revista académica internacional Materiales avanzados . El profesor Jongmin Choi del Departamento de Ingeniería y Ciencia de la Energía de DGIST participó en este estudio como autor principal.