Publicando en Ciencias , Los investigadores de EPFL han superado con éxito un problema limitante al estabilizar la formulación de mejor rendimiento de películas de perovskita de haluro metálico, un actor clave en una amplia gama de aplicaciones, incluidas las células solares. Crédito:Nripan Mathews NTU, Singapur
Las perovskitas son una clase de materiales compuestos de materiales orgánicos unidos a un metal. Su fascinante estructura y propiedades han impulsado a las perovskitas a la vanguardia de la investigación de materiales. donde se estudian para su uso en una amplia gama de aplicaciones. Las perovskitas de halogenuros metálicos son especialmente populares, y se está considerando su uso en células solares, Luces led, láseres y fotodetectores.
Por ejemplo, la eficiencia de conversión de energía de las células solares de perovskita (PSC) ha aumentado del 3,8% al 25,5% en solo diez años, superando a otras células solares de película delgada, incluida la líder del mercado, silicio policristalino.
Las perovskitas generalmente se fabrican mezclando y colocando en capas varios materiales sobre un sustrato conductor transparente. que produce delgado, películas ligeras. El proceso, conocido como "deposición química, "es sostenible y relativamente rentable.
Pero hay un problema. Desde 2014, perovskitas de haluros metálicos se han obtenido mezclando cationes o haluros con formamidinio (FAPbI 3 ). La razón es que esta receta da como resultado una alta eficiencia de conversión de energía en las células solares de perovskita. Pero al mismo tiempo, la fase más estable de FAPbI3 es fotoinactiva, lo que significa que no reacciona a la luz, lo contrario de lo que debería hacer un recolector de energía solar. Además, Las células solares fabricadas con FAPbI3 muestran problemas de estabilidad a largo plazo.
Ahora, investigadores dirigidos por Michael Grätzel y Anders Hafgeldt en EPFL, han desarrollado un método de deposición que supera los problemas del formamidinio mientras mantiene la alta conversión de las células solares de perovskita. El trabajo ha sido publicado en Ciencias .
En el nuevo método, los materiales se tratan primero con vapor de tiocianato de metilamonio (MASCN) o tiocianato de formamidinio FASCN. Este innovador ajuste convierte la FAPbI fotoinactiva 3 películas de perovskita a las fotosensibles deseadas.
Los científicos utilizaron el nuevo FAPbI 3 películas para fabricar células solares de perovskita. Las celdas mostraron una eficiencia de conversión de energía de más del 23% y estabilidad térmica y operativa a largo plazo. También presentaban una baja pérdida de voltaje de circuito abierto (330 mV) y un voltaje de encendido de electroluminiscencia bajo (0,75 V).
