En los últimos años, los investigadores han estudiado diferentes diseños de células solares para promover su implementación generalizada. Recientemente, están impulsando estratégicamente la eficiencia de las células solares orgánicas debido a sus ventajas sobre las tradicionales. Las células solares orgánicas que utilizan perovskitas ofrecen menores costos de fabricación, mayor flexibilidad y capacidad de ajuste.
Investigadores del Laboratorio Clave de Suzhou de Nuevos Materiales y Dispositivos Semiconductores-Optoelectrónicos de la Universidad de Soochow desarrollaron un método para reducir la segregación de fases en perovskitas de banda prohibida ancha . Si bien estas celdas en tándem podrían alcanzar teóricamente altas eficiencias de conversión de potencia (PCE) y estabilidad, se enfrentan a obstáculos debido a la segregación de fases, que degrada el rendimiento de la perovskita de banda prohibida ancha y dificulta la recombinación de la capa de interconexión.
De esta manera, se mejora el rendimiento y la estabilidad de las celdas tándem de perovskita/orgánica. La estrategia descrita consiste en incorporar una aleación de pseudo-triple haluro en perovskitas de haluro mixto que contienen yodo y bromo.
A pesar de tener una eficiencia de conversión de potencia (PCE) máxima certificada del 19.4 % , las células solares orgánicas aún están por detrás de las células solares de silicio. Para mejorar la eficiencia y la estabilidad, los investigadores proponen combinar células orgánicas con perovskitas de banda prohibida ancha de haluro mixto para generar células solares en tándem de perovskita/orgánicas.
En otra investigación se concluyó que un simple giro realizado por científicos de Cambridge puede potenciar enormemente la generación de combustible limpio.
Resultados experimentales
Los investigadores utilizaron células solares tándem de perovskita/orgánica para evaluar la técnica propuesta para suprimir la segregación de fases en perovskitas de banda prohibida ancha. Las pruebas iniciales mostraron que las células solares tándem tenían un PCE del 25.82 %, con un PCE certificado del 25.06 % y una estabilidad operativa de 1,000 horas.
Desafíos y soluciones en células solares en tándem
Los investigadores descubrieron que la introducción de sus iones de tiocianato pseudohalógeno en perovskitas de haluro mixto de yodo/bromuro impide la separación de los elementos de haluro dentro de la célula solar. El tiocianato finalmente ralentizó la cristalización, impidiendo el movimiento de los iones y facilitando así la transferencia de carga eléctrica en las células solares.
Perspectivas de futuro de células solares orgánicas eficientes
En el futuro, esta metodología podría extenderse y aplicarse a otras perovskitas de banda ancha de diversas composiciones. Esto podría conducir al desarrollo de nuevos sistemas fotovoltaicos orgánicos/perovskitas. Estas futuras versiones podrían ser más estables bajo diversas intensidades de luz, presentar PCE más altos y funcionar durante períodos más largos antes de deteriorarse.
Fuente : Supresión de la segregación de fases en perovskitas de banda prohibida ancha
