Las células solares de perovskita (PSC) gozan de gran prestigio por su rendimiento excepcional y su sencilla fabricación.Sin embargo, las capas de transporte de huecos (HTL) tradicionales como poli (triarilamina) (PTAA), óxido de níquel (NiOx) y poli (3,4-etilendioxitiofeno)-poli (estirenosulfonato) (PEDOT) tienen limitaciones inherentes que impiden la eficiencia y la estabilidad.Estos materiales a menudo sufren problemas como hidrofobicidad, alta reactividad y acidez, que afectan negativamente el rendimiento general de los PSC.

Debido a estos desafíos, existe una necesidad apremiante de explorar y desarrollar nuevos HTL que puedan superar estas limitaciones y mejorar aún más las capacidades de los PSC.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Yunnan y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha diseñado y sintetizado una nueva monocapa autoensamblada (SAM) a base de dimetil acridina, [2-(9,10-dihidro-9,9-dimetilacridina-Ácido 10-il)etil]fosfónico (2PADmA), para usar como capa de transporte de huecos en PSC invertidas.el estudioesta publicadoenMateriales y dispositivos energéticos.

El equipo de investigación sintetizó un nuevo SAM a base de dimetil acridina, 2PADmA, y lo empleó como capa transportadora de huecos en PSC invertidas.Este SAM modula la cristalización de perovskita, mejora el transporte de portadores, pasiva los defectos y reduce la recombinación no radiativa.Los dispositivos basados ​​en 2PADmA lograron uneficiencia de conversión de energía(PCE) del 24,01%, significativamente más alto que el 22,32% PCE de los dispositivos que utilizan el 2PACz SAM comúnmente utilizado.

El aumento del rendimiento se debe principalmente a un factor de llenado (FF) mejorado del 83,92 % en comparación con el 78,42 % de los dispositivos basados ​​en 2PACz.Además, los dispositivos basados ​​en 2PADmA mostraron una estabilidad mejorada, conservando aproximadamente el 98 % de su PCE inicial después de 1080 horas de almacenamiento en la oscuridad y el 87 % después de 400 horas de calentamiento a 85 °C, lo que demuestra un rendimiento y una durabilidad superiores.

El Dr. Bing Cai, investigador de la Universidad de Yunnan, afirmó: "El desarrollo del 2PADmA SAM representa un avance significativo en el campo de los PSC. Este novedoso SAM no sólo mejora la eficiencia y la estabilidad de los PSC, sino que también ofrece un nuevo enfoque para diseñarHTL avanzados para futuras tecnologías de células solares".

El innovador 2PADmA SAM abre nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia y estabilidad de los PSC, haciéndolos más viables para aplicaciones comerciales.Este avance podría conducir al desarrollo de tecnologías más eficientes y duraderas.sistemas de energía solar, contribuyendo a la transición global hacia fuentes de energía renovables y apoyando los esfuerzos para combatir el cambio climático.

Más información:Liufei Li et al, Monocapa autoensamblada a base de dimetil acridina como capa de transporte de orificios para células solares de perovskita invertida altamente eficientes,Materiales y dispositivos energéticos(2024).DOI: 10.26599/EMD.2024.9370038

Proporcionado porPrensa de la Universidad de Tsinghua