Fuente:perovskita-info.com
Investigadores de la Universidad de Chongqing de China, la Academia de Ciencias de China (CAS) y JA Solar Holdings Co., junto con el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) de Corea del Sur y CTF Solar de Alemania han diseñado una célula solar de perovskita basada en un binario capa de transporte de agujeros mixtos (HTL) que, según se informa, ofrece un mejor rendimiento que las HTL que se basan en dopantes higroscópicos comúnmente utilizados.
Ilustración esquemática de la estructura plana de la celda solar de perovskita nip
Imagen: Academia China de Ciencias, DeCarbon, Licencia Creative Commons CC BY 4.0
El equipo mezcló dos materiales de transporte de agujeros populares para formar un HTL mixto binario, que exhibió una resistencia mejorada a la humedad. Como resultado, los PSC equipados con el HTL mixto lograron una eficiencia de conversión de energía (PCE) campeona de hasta el 24,3 por ciento y una estabilidad operativa superior. Las celdas sin encapsulación pueden mantener una eficiencia inicial del 90 por ciento después del almacenamiento en condiciones ambientales oscuras (HR del 30 por ciento) durante 1200 horas. Estos resultados sugieren que un HTL mixto de este tipo podría ser una estrategia prometedora para satisfacer las futuras demandas de aplicaciones fotovoltaicas con bajo costo, así como una excelente eficiencia y estabilidad del dispositivo.
Los científicos fabricaron el HTL con el polímero poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) Regioregular y Spiro-OMeTAD en una configuración binaria mixta, que afirman ofrece una mejor protección al absorbente de perovskita utilizado en la celda gracias a la hidrofobicidad de P3HT. "P3HT no solo exhibe un mayor grado de orden molecular, sino que también muestra una orientación preferencial 'cara a cara', es decir, las moléculas de P3HT son paralelas al sustrato, lo que tiene efectos positivos significativos en las propiedades optoelectrónicas y la movilidad del portador de carga, " ellos explicaron.
El equipo construyó la celda solar con un sustrato de óxido de indio y estaño (ITO), una capa de transporte de electrones (ETL) de óxido de estaño (IV) (SnO2), una capa de perovskita, la HTL propuesta, una capa amortiguadora de óxido de molibdeno (MoOx) y una Contacto metálico de oro (Au).
Los investigadores probaron el rendimiento de varias células solares desarrolladas con este diseño y con un área activa de 0,08 cm2 a través de un simulador solar equipado con una lámpara de xenón de 450 W y un medidor de fuente Keithley 2400 en condiciones de iluminación estándar. El dispositivo campeón logró una eficiencia de conversión de energía del 24,30 por ciento y una eficiencia certificada del 24,22 por ciento. También logró un voltaje de circuito abierto de 1,18 V, una densidad de corriente de cortocircuito de 24,94 mA cm-2 y un factor de llenado de 82,51 por ciento. La celda también pudo retener el 90 por ciento de su eficiencia inicial después de 1200 horas de almacenamiento en un ambiente oscuro.
"Se ha demostrado una modificación exitosa del Spiro-OMeTAD HTL convencional al incorporar P3HT polimérico hidrofóbico en la película Spiro-OMeTAD para mejorar la eficiencia y la estabilidad de las células solares de perovskita", concluyó el grupo. "Creemos que esta estrategia allanará el camino para el desarrollo de células solares de perovskita estables, eficientes y de bajo costo".
