Las células solares de perovskita (PSCs) han ganado una atención significativa en los últimos años debido a su alta eficiencia y potencial para una fabricación de bajo costo.
Un componente clave en las PSCs es la capa de transporte de electrones (ETL), con SnO2 siendo una opción popular por su alta transparencia y movilidad de electrones. Sin embargo, el SnO2 preparado mediante deposición química en baño (CBD) a menudo contiene defectos intrínsecos y superficiales que pueden conducir a la recombinación de portadores y una eficiencia reducida en la interfaz SnO2/perovskita.
Los investigadores del Centro de Fabricación con Láser de Femtosegundos para Materiales y Dispositivos Avanzados desarrollaron un enfoque novedoso conocido como pasivación inducida por fotoexcitación (PiP) para las capas ETL de SnO2. La estrategia de PiP implica el uso de un láser de femtosegundos de alta potencia para una excitación intensiva ultra rápida de nanopartículas de SnO2. Este proceso desencadena una transformación de la fase amorfa a la cristalina, mejorando la cristalinidad del material y pasivando los defectos de manera efectiva.
Análisis detallados realizados por el equipo de investigación confirmaron la eficacia del proceso de PiP en mejorar las propiedades del SnO2. Estudios de microscopía electrónica de transmisión de alta resolución revelaron una mejora significativa en la cristalinidad del SnO2 después del tratamiento de PiP. Además, técnicas de caracterización superficial y optoelectrónica mostraron una mejor pasivación de defectos en películas de SnO2 sometidas al método de PiP.
La validación adicional de la técnica de PiP se demostró a través de la fabricación de diversas PSCs basadas en perovskita, mostrando eficiencias de conversión de energía (PCE) de hasta un 24.14%. El equipo también extendió con éxito el método de PiP a dispositivos de mayor tamaño, construyendo módulos solares de perovskita con seis subcélulas conectadas en serie, logrando una eficiencia de conversión de energía del 20.26%.
El profesor Xuewen Wang destacó la versatilidad y escalabilidad del enfoque de PiP, resaltando su potencial para comercializar la fabricación eficiente a baja temperatura de PSCs. El desarrollo de la técnica de pasivación inducida por fotoexcitación marca una nueva era en el avance del rendimiento y escalabilidad de las células solares de perovskita.
Al aprovechar el poder de la tecnología láser de femtosegundos, los investigadores han superado con éxito las limitaciones de los métodos tradicionales de pasivación de defectos, allanando el camino para soluciones energéticas solares más eficientes y rentables. Con una continua innovación y perfeccionamiento, la estrategia de PiP promete desempeñar un papel crucial en acelerar la comercialización de las PSCs de alto rendimiento.
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