Desde 2009, los científicos han sospechado que las películas de perovskita, que son una combinación de material orgánico e inorgánico, podrían ser prometedoras para la construcción de paneles solares. Las perovskitas son películas muy delgadas con una estructura cristalina específica que son muy livianas y flexibles, eficientes y rentables en comparación con las obleas de silicio.

Sin embargo, las limitaciones actuales, incluida la forma de preparar películas de perovskita altamente uniformes a gran escala, han impedido la comercialización de las células solares de perovskita.

Recientemente, investigadores del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT), Academia de Ciencias de China (CAS), describieron una nueva forma de procesar una película de perovskita a base de formamidinio que alivia algunas de las limitaciones mediante el uso del tratamiento con amoníaco para eliminar las estructuras porosas formadas. durante el procesamiento.

El estudio fue publicado en Nature Communications el 29 de julio.

"La mayor eficiencia de conversión de energía de las células solares de perovskita es comparable a la de las células solares basadas en silicio ampliamente comercializadas. Sin embargo, cómo lograr una preparación de gran superficie de una película de perovskita altamente uniforme sigue siendo un desafío", dijo el profesor Pang Shuping de QIBEBT, el autor correspondiente del estudio.

Los métodos y solventes utilizados en el procesamiento de películas de perovskita se han estudiado ampliamente, pero aún requieren pasos de procesamiento o materiales adicionales para que las películas de perovskita funcionen. Por ejemplo, el extremadamente prometedor método de curación con gas de metilamina solo es adecuado para la perovskita a base de metilamonio, pero no es factible para la perovskita a base de formamidinio, que es más eficiente.

Para encontrar soluciones a la curación con gas de las películas de perovskita a base de formamidinio, los investigadores primero estudiaron las reacciones subyacentes responsables de los desafíos. "Hemos demostrado que la degradación de las perovskitas que contienen formamidinio es causada por una reacción entre el catión de formamidinio y las aminas alifáticas, que produce amoníaco", dijo Wang Xiao, el segundo autor del estudio.

Para evitar la aparición de reacciones secundarias, los investigadores utilizaron amoníaco en lugar de gas de metilamina para tratar las películas de perovskita a base de formamidinio. Con base en esta tecnología, la temperatura se reduce para que la película de perovskita pueda absorber suficiente amoníaco para hacer la transición de la película a un estado intermedio fluido. En este estado fluido, las imperfecciones y las estructuras de orificios en la película de perovskita en bruto se pueden reparar.

Mediante el uso de esta técnica, los investigadores pudieron preparar una película de perovskita que tenía una mayor eficiencia de conversión de energía y podía reproducirse fácilmente a gran escala. "La celda solar de perovskita basada en amoníaco después de la curación logra una eficiencia de conversión de energía del 23,21 % con una excelente reproducibilidad", dijo Li Zhipeng, el primer autor del estudio.

Para la operación de curación del gas amoníaco, es necesario controlar estrictamente la tasa de adsorción y desorción a bajas temperaturas y muy rápidamente. Otro éxito del uso de la tecnología de poscuración con gas amoníaco es que se puede insertar fácilmente en tecnologías comerciales existentes y establecidas.

Mirando hacia el futuro, los investigadores están pensando en cómo diseñar adecuadamente el equipo que se necesitará para producir las películas de perovskita utilizando este método, que es un componente clave para llevar las células solares de perovskita al mercado comercial. + Explora más

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