Distribuciones de densidad de giro de radicales de materiales de transporte de electrones obtenidos de los cálculos de DFT. Crédito: NPJ Flexible Electronics (2025). Doi: 10.1038/s41528-025-00424-5
Las células solares de perovskita están ganando atención como la próxima generación de tecnología solar debido a su alta eficiencia, flexibilidad y potencial de impresión. Aunque la perovskita basada en plomo se ha utilizado en células solares de alta eficiencia, las preocupaciones con respecto a la toxicidad del plomo han llevado a un mayor interés en la perovskita basada en TIN, que ofrece una alternativa más ecológica y una amplia gama de aplicaciones prácticas.
Un desafío que enfrenta las células solares de perovskita basadas en TIN es su menor eficiencia de conversión de energía en comparación con sus homólogos basados en plomo. Se sabe que el uso de diaducto indeno-C60 (ICBA), que consiste en dos moléculas de indeno unidas al fullereno (C60), mejora el rendimiento en la capa de transporte de electrones. Sin embargo, el mecanismo preciso detrás de esta mejora aún no se ha entendido completamente.
Los investigadores de la Universidad de Tsukuba ahora han aclarado el mecanismo que permite un mayor voltaje de circuito abierto en células solares de perovskita basadas en estaño ambientalmente amigables al optimizar la capa de transporte de electrones a través de la resonancia de giro de electrones. Este descubrimiento, publicado en NPJ Flexible Electronics, es significativo para avanzar en la eficiencia de las células solares de perovskita a base de estaño.
Las células solares de perovskita están estructuradas con un cristal de perovskita intercalado entre una capa de transporte de orificio y una capa de transporte de electrones. En este estudio, los investigadores emplearon la resonancia de giro de electrones para observar la difusión de electrones en la interfaz entre la perovskita basada en estaño y la capa de transporte de electrones, al tiempo que examinan la flexión de la banda en esta interfaz.
La investigación reveló que el PCBM convencional, un derivado de fullereno utilizado en la capa de transporte de electrones, induce la flexión de la banda en la interfaz con perovskita basada en estaño, facilitando la recombinación de carga. Esta recombinación de carga conduce a una reducción en el voltaje de circuito abierto (el voltaje máximo disponible para la extracción). Por el contrario, cuando ICBA se utiliza en la capa de transporte de electrones, los investigadores encontraron que la flexión de la banda resultante suprime efectivamente la recombinación de carga, lo que lleva a un mayor voltaje de circuito abierto.
Más información: Atushi Sato et al, difusión de electrones en las interfaces derivadas de perovskita/fullereno de SN y su influencia en el voltaje de circuito abierto, Electrónica Flexible NPJ (2025). Doi: 10.1038/s41528-025-00424-5
Proporcionado por la Universidad de Tsukuba
Cita: eficiencia mejorada en células solares de perovskita basadas en TIN: optimización de la capa de transporte de electrones (2025, 3 de junio) recuperada el 3 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-eficience-tin-perovskite-solar.html
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