El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU. ha fabricado una celda solar de perovskita en tándem que puede conservar el 80 % de su eficiencia original después de 1500 horas de funcionamiento continuo, o más de 62 días. Para mejorar su estabilidad, utilizaron un material transportador de huecos hecho de yoduro de fenetilamonio y tiocianato de guanidinio.
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. ha desarrollado una celda solar en tándem basada en dos capas de perovskita.
NREL afirma que la celda tiene mejor estabilidad térmica y eficiencia que otros dispositivos tándem basados en perovskitas. Los investigadores utilizaron un material transportador de agujeros hecho de yoduro de fenetilamonio (PEAI) y tiocianato de guanidinio para mejorar la estabilidad celular.
“La adición de tiocianato de guanidinio reforzó la vida útil del portador de menos de 200 nanosegundos a 1 microsegundo”, dijeron, y señalaron que el uso del compuesto también resultó en mejoras notables en las propiedades estructurales y optoelectrónicas del dispositivo.
Señalaron que la formación de una estructura cuasi-bidimensional (cuasi-2D) a partir de aditivos basados en cationes orgánicos voluminosos mezclados fenetilamonio y guanidinio permite el control de defectos críticos. Afirman que esto mejora significativamente las propiedades estructurales y optoelectrónicas de las películas delgadas de perovskita de plomo con una banda prohibida estrecha de 1,25 eV.
“Los aditivos combinados también redujeron la densidad de defectos asociada con la oxidación del estaño a un nivel sin precedentes para las perovskitas de estaño y plomo y similar a los valores de las perovskitas solo de plomo”, dijeron.
La celda solar logró una eficiencia de conversión de energía del 25,5 % y pudo retener el 80 % de su eficiencia original después de 1500 horas de operación continua, o más de 62 días.
“En este nivel de eficiencia en tándem, la mejor estabilidad reportada en la literatura es normalmente de varios cientos de horas”, dijo el grupo de investigación. “La nueva celda también demostró una mejora en el voltaje generado, a 2,1142 V. En comparación, el dispositivo tándem mejor certificado registró 2,048 V”.
Los científicos describieron la tecnología de celdas en “Control de portadores en perovskitas Sn-Pb a través de ingeniería de cationes 2D para celdas solares en tándem de perovskita con eficiencia y estabilidad mejoradas“, que se publicó recientemente en Nature Energy.
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