Las células solares de perovskita están atrayendo la atención como material de batería solar de próxima generación gracias a su bajo costo de procesamiento y excelente calidad fotovoltaica. Sin embargo, es difícil comercializarlos porque su material clave, la perovskita, es vulnerable a la luz y la humedad.

Recientemente, Un equipo de investigación de POSTECH ha desarrollado un aditivo molecular espaciador orgánico que puede mejorar tanto la eficiencia fotoeléctrica como la estabilidad de la perovskita.

Un equipo de investigación POSTECH dirigido por el profesor Kilwon Cho y Ph.D. El candidato Sungwon Song del Departamento de Ingeniería Química ha logrado fabricar células solares de perovskita que son altamente eficientes y estables al reducir drásticamente la concentración de defectos internos en los cristales, así como al aumentar la resistencia a la humedad de la perovskita al introducir un nuevo aditivo de molécula espaciadora orgánica. en el cristal de perovskita. El estudio fue publicado como artículo de portada en el último número de Materiales energéticos avanzados , una de las revistas más autorizadas en el campo de la energía.

Al agregar iones espaciadores orgánicos para resolver el problema, El equipo de investigación desarrolló una capa fotovoltaica de perovskita híbrida donde coexisten perovskita bidimensional y tridimensional. Los espaciadores orgánicos crean estructuras de perovskita bidimensionales en la superficie de los cristales de perovskita tridimensionales. Estas estructuras actúan como capa estabilizadora que aumenta la resistencia a la humedad debido a su propiedad de repeler el agua.

Además, se descubrió por primera vez que este espaciador orgánico recién introducido minimiza la tensión mecánica de las interfaces de cristal de perovskita bidimensionales y tridimensionales, promoviendo así la producción nuclear y el crecimiento del cristal de perovskita tridimensional. Como resultado, los defectos internos de la capa fotorreactiva, los cristales de perovskita tridimensionales, se han reducido drásticamente.

Las células solares desarrolladas por el equipo de investigación lograron una eficiencia del 21,3% y garantizaron la estabilidad de la humedad para mantener más del 80% de su eficiencia inicial incluso después de 500 horas en condiciones de humedad relativa del 60%.

"Este estudio ha presentado una nueva perspectiva sobre el diseño molecular de espaciadores orgánicos para la realización de células solares de perovskita estables y de alto rendimiento, ", comentó el profesor Kilwon Cho, quien dirigió el estudio. Añadió:"Se prevé que sea una fuente de tecnología que pueda contribuir a la comercialización de la tecnología de células solares de perovskita".