Mejora de la estabilidad de las células solares de perovskita a altas temperaturas


Investigadores de la Universidad de Toronto y la Universidad de Kentucky han mejorado la estabilidad de las células solares de perovskita utilizando compuestos de anilinio fluorado, aumentando la eficiencia y la durabilidad.

Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público
Crédito: Pixabay/CC0 Dominio público

Las células solares de perovskita (PSC) han atraído mucho interés debido a su impresionante eficiencia de conversión de energía y su procesamiento de solución económico. Sin embargo, mantener su estabilidad a temperaturas elevadas presenta un obstáculo importante. Las interfaces entre las diferentes capas de PSC son propensas a la degradación, lo que genera pérdidas de energía y reduce el rendimiento general.

Investigadores de la Universidad de Toronto y la Universidad de Kentucky han encontrado un enfoque para mitigar la degradación de las PSC en condiciones de alta temperatura. Descubrieron que la incorporación de compuestos de anilinio fluorado, un grupo de compuestos comúnmente utilizados en productos farmacéuticos, agroquímicos y ciencia de materiales, puede reducir de manera efectiva los efectos nocivos de las PSC.

Los investigadores incorporaron compuestos de anilinio fluorado en la pasivación interfacial durante la fabricación de PSC para mejorar la estabilidad y el rendimiento. La pasivación minimiza los defectos, reduce la recombinación y mejora la eficiencia. La adición de compuestos de anilinio fluorados mejoró la estabilidad de PSC al evitar la intercalación de ligandos en curso. Esto detuvo la infiltración continua de moléculas de ligando entre las capas de perovskita, preservando la integridad del cristal y evitando la degradación, manteniendo un rendimiento óptimo de PSC.

Con este enfoque, los científicos lograron una eficiencia de conversión de energía de estado casi estacionario certificada del 24,09 % para los PSC de estructura inversa. Durante las pruebas, un PSC encapsulado en una funda protectora demostró un rendimiento notable al funcionar con la máxima generación de energía durante 1560 horas (~65 días). Este rendimiento excepcional se observó en condiciones exigentes de temperatura de 85 °C, humedad relativa del 50 % e iluminación de un solo sol, lo que corresponde a la intensidad típica de la luz solar en un cielo despejado normal al mediodía. El dispositivo mantuvo su funcionalidad y eficiencia durante todo el período de prueba, demostrando su notable resistencia y confiabilidad.

Este estudio representa un avance significativo en la estabilidad de PSC y ofrece una solución prometedora para mejorar el rendimiento, la durabilidad y la confiabilidad de estas células solares en entornos de alta temperatura. Los resultados nos acercan a la adopción generalizada de esta buena tecnología fotovoltaica a escala de teravatios, que ofrece un inmenso potencial para la producción de energía sostenible.

Referencia: So Min Park et al .: La evolución de la reactividad del ligando permite el funcionamiento a alta temperatura de las células solares de perovskita estables. Ciencia (2023). DOI: 10.1126/ciencia.adi4107. www.science.org/doi/10.1126/science.adi4107

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