La energía solar se ha convertido en un actor clave en la búsqueda de fuentes de energía sostenibles. Los investigadores han estado explorando diversos diseños de células solares para mejorar la eficiencia, reducir costos y mejorar la estabilidad. Una vía prometedora es el desarrollo de células solares orgánicas basadas en materiales de perovskita. Estas células ofrecen ventajas como costos de fabricación más bajos, flexibilidad y ajustabilidad en comparación con las células solares tradicionales basadas en silicio.
Sin embargo, a pesar de estos beneficios, las células solares orgánicas aún no han logrado igualar la eficiencia de conversión de energía (PCE) exhibida por las células de silicio. Un obstáculo significativo en la búsqueda de mejorar la eficiencia y estabilidad de las células solares orgánicas es la segregación de fases en perovskitas de bandgap ancho. Este proceso dificulta el rendimiento de las células y afecta negativamente los procesos de recombinación en la capa de interconexión de las células solares en tándem.
Investigadores del Laboratorio Clave de Materiales Semiconductores-Optoelectrónicos Noveles de la Universidad de Soochow en Suzhou recientemente abordaron este desafío al introducir una estrategia novedosa para suprimir la segregación de fases en perovskitas de bandgap ancho. Los investigadores propusieron incorporar una aleación de pseudo-triple-haluro en las perovskitas de haluro mixto basadas en yodo y bromo. Al introducir iones de pseudo-haluro tiocianato en la estructura de perovskita, lograron evitar que los elementos de haluro se separaran dentro de las células solares. Este enfoque ralentizó la cristalización, obstaculizó la migración de iones y mejoró el movimiento de carga eléctrica dentro de las células.
Resultados prometedores
La aplicación de esta innovadora estrategia al desarrollo de las células solares en tándem perovskita/orgánicas arrojó resultados prometedores. Las células en tándem lograron una eficiencia de conversión de energía del 25,82%, una eficiencia certificada del 25,06% y una estabilidad operativa de 1.000 horas. Esto marca una mejora significativa sobre diseños previos de células solares orgánicas. Avanzando, la metodología introducida por los investigadores tiene el potencial de adaptarse a otras perovskitas de bandgap ancho con composiciones diferentes. Esto podría allanar el camino para la creación de fotovoltaicos perovskita/orgánicos estables y de alta eficiencia que puedan operar eficazmente bajo diversas intensidades de luz durante períodos prolongados.
El desarrollo de células solares en tándem perovskita/orgánicas representa un avance prometedor en la tecnología de células solares. Al abordar el desafío de la segregación de fases en perovskitas de bandgap ancho, los investigadores han demostrado la viabilidad de lograr alta eficiencia y estabilidad en las células solares orgánicas. La exitosa implementación de iones de pseudo-haluro para suprimir la segregación de fases abre nuevas posibilidades para el futuro de la energía solar. Con mayor exploración y perfeccionamiento, las células solares en tándem perovskita/orgánicas podrían convertirse en un actor clave en la transición hacia fuentes de energía limpias y renovables.
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