Células solares de perovskita alcanzan 26.07% de eficiencia con nuevo pasivador

Un equipo de investigación liderado por el Prof. Ge Ziyi del Instituto de Tecnología y Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia China de Ciencias, en colaboración con el Prof. Qu Bo de la Universidad de Pekín, desarrolló un pasivador novedoso soluble en solventes de baja polaridad, logrando una célula solar de perovskita (PSC) estable con una eficiencia de conversión de energía (PCE) de hasta 26.07%.

Los hallazgos fueron publicados recientemente en Advanced Materials.

Las PSC han emergido como una tecnología fotovoltaica de tercera generación prometedora debido a sus bajos costos de fabricación y altas PCE. Aunque varios pasivadores, como sales de amonio y ácidos de Lewis, son conocidos por mejorar el rendimiento de las PSC al reducir defectos interfaciales y suprimir la recombinación no radiativa, la mayoría de las opciones convencionales enfrentan una limitación crítica: requieren solventes de alta polaridad, que a menudo introducen defectos adicionales en la superficie de la perovskita. Este problema compromete la estabilidad del dispositivo y conduce a una mala reproducibilidad.

Para abordar este desafío, los investigadores sintetizaron un pasivador molecular basado en bisfosfatos (denominado DCTP) que simultáneamente resuelve problemas de compatibilidad de solventes, fortalece la pasivación de defectos y mejora la extracción de huecos. Una ventaja del DCTP es su solubilidad en solventes de baja polaridad, incluyendo tolueno, clorobenceno y cloroformo, sin dañar la superficie de la perovskita.

Cuando los investigadores aplicaron el DCTP como una capa intermedia mediante procesamiento con clorobenceno, encontraron que proporciona múltiples beneficios. Efectivamente pasiva los defectos de superficie, optimiza la alineación de niveles de energía en la interfaz perovskita/capa de transporte de huecos y suprime la difusión intercapas de iones de formamida (FA⁺), yoduro (I^-) y litio (Li⁺) bajo estrés térmico.

Los investigadores señalaron que una PSC tratada con DCTP, con una PCE de 26.07%, establece un nuevo récord para las células solares de perovskita utilizando pasivadores procesados con solventes no polares. Además, bajo el protocolo ISOS-D-2I, el dispositivo retuvo más del 90.1% de su PCE inicial después de 900 horas a 65 °C.

Este trabajo desbloquea un nuevo diseño de pasivador multifuncional que se disuelve en solventes de baja polaridad, allanando el camino para fotovoltaicas de alto rendimiento y escalables.