Según un estudio publicado en Nano Energy , un grupo de investigación dirigido por el Prof. Chen Chong de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China ha aumentado la eficiencia de conversión fotoeléctrica (PCE) de las células solares de perovskita (PSC) al 24,5 %.
Utilizaron el nanomaterial inorgánico sulfóxido de estaño (SnSO) como dopante para oxidar y regular la capa de transporte de huecos orgánicos 2,2′,7,7′-tetrakis[N,N-di(4-metoxifenil)amino]-9. ,9-espirobifluoreno (espiro-OMeTAD).
Spiro-OMeTAD es el material de capa de transporte de huecos (HTL) más crítico. Para mejorar la capacidad de transporte de carga de spiro-OMeTAD, se requiere trifluorometanosulfonil imida de litio (Li-TFSI) para mediar la reacción entre el oxígeno y spiro-OMeTAD.
Sin embargo, este método de dopaje tradicional tiene una baja eficiencia de dopaje y un exceso de Li-TFSI permanecerá en la película de spiro-OMeTAD, lo que provocará una disminución en la compacidad y la conductividad a largo plazo de la película. La duración de la reacción de oxidación suele tardar de 10 a 24 horas para alcanzar la conductividad y función de trabajo deseadas.
En este estudio, los investigadores desarrollaron una estrategia rápida y reproducible para controlar la oxidación del nanomaterial. Utilizaron nanomaterial SnSO para preoxidar spiro-OMeTAD a spiro-OMeTAD .+ TFSI - radicales libres en soluciones precursoras. Esto mejoró la conductividad, optimizó la posición del nivel de energía de HTL y logró un alto PCE del 24,5 %.
Descubrieron que el espiro-OMeTAD HTL regulado por SnSO tiene una morfología suave, uniforme y sin agujeros. Tanto su rendimiento como su morfología se mantienen estables incluso en condiciones de alta temperatura y alta humedad.
"Además, el proceso de oxidación dura sólo unas pocas horas, lo que es bueno para mejorar la eficiencia de la preparación comercial de las PSC", afirmó el profesor Chen Chong.
Este estudio proporciona una estrategia eficaz para mejorar aún más la eficiencia y la estabilidad de los PSC, lo cual es de gran importancia para promover su comercialización.
Más información: Mengqi Jin et al, Una oxidación regulada por nanomateriales de la capa transportadora de huecos para células solares de perovskita altamente estables y eficientes, Nano Energy (2024). DOI:10.1016/j.nanoen.2024.109438
Información de la revista: Nanoenergía
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
