Font: perovskite-info.com
Investigadors de la Universitat de Chongqing de la Xina, l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS) i JA Solar Holdings Co., juntament amb l'Institut Nacional de Ciència i Tecnologia d'Ulsan (UNIST) de Corea del Sud i CTF Solar d'Alemanya i han dissenyat una cèl·lula solar de perovskita basada en un binari. capa de transport de forats mixts (HTL) que, segons es diu, ofereix un millor rendiment que els HTL que es basen en dopants higroscòpics d'ús habitual.
Il·lustració esquemàtica de l'estructura plana de la cèl·lula solar nip perovskita
Imatge: Acadèmia Xinesa de Ciències, DeCarbon, Creative Commons License CC BY 4.0
L'equip va barrejar dos materials de transport de forats populars per formar un HTL mixt binari, que presentava una resistència millorada a la humitat. Com a resultat, els PSC equipats amb l'HTL mixt van aconseguir una eficiència de conversió de potència (PCE) de fins a un 24,3 per cent i una estabilitat operativa superior. Les cèl·lules sense encapsulació poden mantenir un 90 per cent d'eficiència inicial després de l'emmagatzematge en condicions ambientals fosques (30 per cent d'HR) durant 1200 hores. Aquests resultats suggereixen que un HTL mixt podria ser una estratègia prometedora per satisfer les futures demandes d'aplicacions fotovoltaiques amb un baix cost, així com una excel·lent eficiència i estabilitat del dispositiu.
Els científics van fabricar l'HTL amb el polímer Regioregular poli(3-hexiltiofè) (P3HT) i Spiro-OMeTAD en una configuració binària mixta, que afirmen que ofereix una millor protecció a l'absorbidor de perovskita utilitzat a la cèl·lula gràcies a la hidrofobicitat de P3HT. "P3HT no només presenta un grau d'ordre molecular més alt, sinó que també mostra una orientació preferent "cara a cara", és a dir, les molècules de P3HT són paral·leles al substrat, que tenen efectes positius significatius sobre les propietats optoelectròniques i la mobilitat del portador de càrrega. ", van explicar.
L'equip va construir la cèl·lula solar amb un substrat d'òxid d'estany d'indi (ITO), una capa de transport d'electrons (ETL) d'òxid d'estany (IV) (SnO2), una capa de perovskita, la capa de tampó HTL proposada, òxid de molibdè (MoOx) i un contacte amb metall daurat (Au).
Els investigadors van provar el rendiment de diverses cèl·lules solars desenvolupades amb aquest disseny i amb una àrea activa de 0,08 cm2 mitjançant un simulador solar equipat amb una làmpada de xenó de 450 W i un mesurador de font Keithley 2400 en condicions d'il·luminació estàndard. El dispositiu campió va aconseguir una eficiència de conversió d'energia del 24,30 per cent i una eficiència certificada del 24,22 per cent. També va aconseguir una tensió de circuit obert d'1,18 V, una densitat de corrent de curtcircuit de 24,94 mA cm-2 i un factor d'ompliment del 82,51 per cent. La cèl·lula també va poder retenir el 90 per cent de la seva eficiència inicial després de 1.200 hores d'emmagatzematge en un ambient fosc.
"S'ha demostrat una modificació reeixida del Spiro-OMeTAD HTL convencional incorporant P3HT polimèric hidròfob a la pel·lícula Spiro-OMeTAD per millorar l'eficiència i l'estabilitat de les cèl·lules solars de perovskita", va concloure el grup. "Creiem que aquesta estratègia obrirà el camí al desenvolupament de cèl·lules solars de perovskita de baix cost, eficients i estables".
