Figura 1. El esquema de la estructura equilibrada de la película orgánica amorfa. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Recientemente, se ha mejorado la eficiencia de conversión de energía (PCE) de las células solares basadas en puntos cuánticos coloidales (CQD), allanando el camino para su comercialización en diversos campos; sin embargo, todavía están muy lejos de ser comercializados debido a que su eficiencia no iguala su estabilidad. En esta investigación, Un equipo de KAIST logró células solares basadas en CQD altamente estables y eficientes mediante el uso de una capa orgánica amorfa para bloquear la permeación de oxígeno y agua.
Las células solares basadas en CQD son ligeras, flexible, y aumentan la captación de luz al absorber la luz del infrarrojo cercano. Llaman la atención especial por sus propiedades ópticas controladas de manera eficiente cambiando el tamaño de los puntos cuánticos. Sin embargo, siguen siendo incompatibles con las células solares existentes en términos de eficiencia, estabilidad, y costo. Por lo tanto, Existe una gran demanda de una tecnología novedosa que pueda mejorar simultáneamente tanto el PCE como la estabilidad mientras se utiliza un material de electrodo económico.
Respondiendo a esta demanda, El profesor Jung-Yong Lee de la Escuela de Posgrado en Energía, Medio ambiente, Water and Sustainability y su equipo introdujeron una tecnología para mejorar la eficiencia y estabilidad de las células solares basadas en CQD.
El equipo descubrió que una película delgada orgánica amorfa tiene una fuerte resistencia al oxígeno y al agua. Usando estas propiedades, Emplearon esta capa orgánica dopada como capa selectiva de orificio superior (HSL) para las células solares PbS CQD, y confirmó que las propiedades hidro / oxofóbicas de la capa protegían eficazmente la capa de PbS. Según las simulaciones de dinámica molecular, la capa pospuso significativamente la permeación de oxígeno y agua en la capa de PbS. Es más, la inyección eficiente de los agujeros en la capa redujo la resistencia interfacial y mejoró el rendimiento.
Figura 2. Ilustración esquemática de células solares basadas en CQD y gráficos que muestran su rendimiento. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Con esta tecnología, el equipo finalmente desarrolló células solares basadas en CQD con excelente estabilidad. El PCE de su dispositivo se situó en el 11,7 por ciento y mantuvo más del 90 por ciento de su rendimiento inicial cuando se almacenó durante un año en condiciones ambientales.
El profesor Lee dijo:"Esta tecnología también se puede aplicar a los dispositivos LED QD y Perovskite. Espero que esta tecnología pueda acelerar la comercialización de células solares basadas en CQD".
