Una nueva investigación podría conducir al diseño de nuevos materiales para ayudar a mejorar el rendimiento de las células solares de perovskita PSC.
Las células solares de Perovskita son una tecnología fotovoltaica emergente que ha experimentado un aumento notable en la eficiencia de conversión de energía por encima del 20 por ciento.
Sin embargo, el rendimiento del PSC se ve afectado ya que el material de perovskita contiene defectos iónicos que pueden moverse durante el transcurso de un día laboral. A medida que estos defectos se mueven, afectan el entorno eléctrico interno dentro de la célula.
El material Perovskita es responsable de absorber la luz para crear una carga electrónica, y también de ayudar a extraer la carga en un circuito externo antes de que se pierda en un proceso llamado 'recombinación'.
La mayor parte de la recombinación perjudicial puede ocurrir en diferentes lugares dentro de la célula solar. En algunos diseños ocurre predominantemente dentro de la perovskita, mientras que en otros ocurre en los bordes de la perovskita donde contacta los materiales adyacentes conocidos como capas de transporte.
Los investigadores de las universidades de Portsmouth, Southampton y Bath ahora han desarrollado una forma de ajustar las propiedades de las capas de transporte para alentar a los defectos iónicos dentro de la perovskita a moverse de tal manera que supriman la recombinación y conduzcan a una extracción de carga más eficiente- Aumentar la proporción de la energía de la luz que cae sobre la superficie de la célula que finalmente se puede utilizar.
El Dr. Jamie Foster, de la Universidad de Portsmouth, que participó en el estudio, dijo: "El diseño cuidadoso de la célula puede manipular los defectos iónicos para trasladarse a regiones donde mejoran la extracción de carga electrónica, aumentando así la potencia útil de una célulaPuede entregar."
El estudio, publicado en Energía y ciencias ambientales mostró que el rendimiento de los PSC depende en gran medida de la permitividad la medida de la capacidad de un material para almacenar un campo eléctrico y la densidad efectiva de dopaje de las capas de transporte.
El Dr. Foster dijo: "Comprender cómo y qué propiedades de la capa de transporte afectan el rendimiento celular es vital para informar el diseño de las arquitecturas celulares para obtener la mayor potencia y minimizar la degradación".
"Descubrimos que el movimiento de iones juega un papel importante en el rendimiento del dispositivo en estado estacionario, a través de la acumulación resultante de carga iónica y flexión de banda en capas estrechas adyacentes a las interfaces entre la perovskita y las capas de transporte. La distribución de la electricidadel potencial es clave para determinar el comportamiento transitorio y de estado estable de una célula
"Además de esto, sugerimos que la densidad de dopaje y / o las permitividades de cada capa de transporte puedan ajustarse para reducir las pérdidas debidas a la recombinación interfacial. Una vez que esto y el portador de carga limitante de la tasa han sido identificados, nuestro trabajo proporciona una herramienta sistemáticapara ajustar las propiedades de la capa de transporte para mejorar el rendimiento "
Los investigadores también sugieren que los PSC fabricados con capas de transporte con baja permitividad y dopaje son más estables que aquellos con alta permitividad y dopaje. Esto se debe a que estas células muestran una acumulación reducida de vacantes de iones dentro de las capas de perovskita, que se ha relacionado con productos químicosdegradación en los bordes de la capa de perovskita.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Portsmouth . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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