¡La oportunidad de la energía fotovoltaica está aquí! La eficiencia de conversión de las células solares perovskitas se ha mejorado considerablemente hasta el 25,2%.

Las células fotovoltaicas pueden generar energía del sol y son útiles para hacer frente a las crisis ambientales actuales. Las células fotovoltaicas perovskitas de semiconductores Perovskita de haluro metálico han demostrado recientemente ser prometedoras, ya que los investigadores han tratado de aumentar drásticamente su eficiencia de conversión de energía del 3,8% al 25,2%.

Esta notable mejora de la eficiencia hace que la Perovskita sea el principal competidor para el desarrollo de la próxima generación de tecnología fotovoltaica mecanizable a baja temperatura. Las células fotovoltaicas perovskitas tienen dos prototipos principales: la llamada estructura regular (n - I - p) y la estructura inversa (P - I - n). Hasta ahora, la batería de estructura regular ha logrado la mayor eficiencia de conversión de energía, mientras que la batería de estructura invertida ha logrado un tiempo de funcionamiento más largo.

Recursos: células fotovoltaicas perovskitas

Investigadores de la King Abdullah University of Technology (kaust) y la Universidad de Toronto han sido capaces recientemente de reducir la brecha de eficiencia observada anteriormente entre las células fotovoltaicas perovskitas (estructuras regulares e inversas). Su trabajo, publicado en la revista Nature Energy, introduce una nueva estrategia de diseño que les permite fabricar células solares invertidas con una larga vida útil y una eficiencia de conversión de energía de hasta el 22,3%.

"Los dispositivos fotovoltaicos Perovskita más eficaces se basan en estructuras convencionales", dijo Zheng Xiaopeng, investigador del estudio, a techxplore. "Deben añadir dopantes iónicos al material de transporte de agujeros." El equipo fotovoltaico inverso es útil para mejorar la estabilidad operativa de la tecnología. Desafortunadamente, la eficiencia de conversión de energía de las células fotovoltaicas perovskitas invertidas es significativamente menor que la de los dispositivos convencionales (20,9% frente a 25,2%). ","

Para que la tecnología fotovoltaica Perovskita tenga un verdadero impacto comercial y ambiental, los investigadores primero deben asegurarse de que son líderes en estabilidad operativa y eficiencia de conversión de energía, dijo Zheng. Trabajó con colegas de la Universidad de cost y la Universidad de Toronto en una estrategia de diseño para ayudar a lograr este objetivo mejorando la estructura y las propiedades fotoeléctricas de los materiales perovskitos comúnmente utilizados en la fabricación de dispositivos fotovoltaicos.

Recursos: células fotovoltaicas perovskitas

Zheng Xiaopeng y sus colegas a ñadieron un pequeño número de ligandos de alquilamina superficial (Aal) con diferentes longitudes de cadena a los materiales Perovskita. Esto les permite cambiar algunos materiales # 39; En comparación con las células solares fotovoltaicas perovskitas, las células solares fotovoltaicas perovskitas tienen una mayor eficiencia de conversión de energía, mientras que las células solares fotovoltaicas perovskitas suelen adoptar una estructura invertida.

"Encontramos que sólo una pequeña cantidad de alquilamina es suficiente para alterar las propiedades de los materiales perovskitos durante el procesamiento, lo que es ventajoso para: (1) Promover la orientación del grano; (II) suprimir la densidad de la trampa; (III) reducir la recombinación no radiativa (es decir, la pérdida) de los portadores y aumentar la movilidad y la longitud de difusión de los portadores; (IV) Inhibe la migración iónica en Perovskita. "Otro investigador involucrado en el estudio, Hou Yi, dijo a techxplore.

Zheng, Hou y sus colegas encontraron que las películas de Perovskita modificadas por Aal tenían una orientación (100) y una densidad de trampa significativamente menor que las películas no modificadas. También proporcionan una mayor movilidad del portador y una longitud de difusión que permite al dispositivo # 39; La eficiencia de conversión de potencia estable es del 22,3%.

"La Perovskita fotovoltaica es una tecnología joven que todavía tiene margen para mejorar la estabilidad para acercarse a otras tecnologías fotovoltaicas maduras, como C - si y películas inorgánicas", dijo a techxplore Ted Sargent, otro investigador involucrado en el estudio. "Utilizamos trazas de alquilamina como partículas y modificadores de interfaz, lo que reduce significativamente la brecha de eficiencia entre la inversión y el equipo convencional."

Los investigadores encontraron que las células solares de Perovskita fabricadas por sus métodos pueden funcionar durante más de 1000 horas a la Potencia máxima en condiciones simuladas am1. 5. Iluminación sin reducir la eficiencia. En el futuro, introducirán estrategias de diseño para acercar los materiales Perovskita a las duras condiciones necesarias para comercializar las células solares.

"En la próxima etapa de nuestro estudio, vamos a encontrar formas de producir Perovskita fotovoltaica sin sacrificar el alto rendimiento y la fiabilidad para construir equipos de gran superficie", dijo a techxplore Osman Buckle, otro investigador involucrado en el estudio.