Investigadores de la Universidad de Tsukuba han investigado las propiedades intrínsecas de los materiales de bajo coste utilizados en las células solares de perovskita, que están llamando la atención por su alta eficiencia, utilizando el espín electrónico para analizar estos materiales a nivel microscópico mediante resonancia (ESR). Los resultados aclaran las causas subyacentes de la degradación del rendimiento de los dispositivos a pesar de la alta movilidad de la carga local, y ofrecen información importante para diseñar mejores células solares.
Las células solares de perovskita están atrayendo la atención como tecnología solar de próxima generación debido a su conversión de luz en energía altamente eficiente. Sin embargo, 2,2′,7,7′-tetracasa(Ana, Ana(di-p-metoxifenilamina)-9,9′-espirobifluoreno (espiro-OMeTAD), un material de transporte de poros común, tiene limitaciones, como una síntesis complicada y un alto costo. Para abordar estos desafíos, los investigadores N3norte3norte11norte11-Tetracasa(4-metoxifenil)(1,4)benzoxazino(2,3,4-klfenoxazina-3,11-diamina (HND-2NOMe), un material de transporte de poros rentable y fácil de sintetizar. Las moléculas HND-2NOMe poseen una estructura casi plana que les permite alinearse de manera superpuesta unidimensional y así facilitar la transferencia de carga. A pesar de exhibir una alta movilidad de carga, las células solares de perovskita que incorporan HND-2NOMe han mostrado limitaciones de rendimiento, como la reducción de corriente, cuya razón aún se desconoce.
Investigadores de la Universidad de Tsukuba utilizaron ESR para investigar los mecanismos subyacentes de las limitaciones de rendimiento de las células solares de perovskita que incorporan HND-2NOMe, centrándose en las propiedades intrínsecas del material a escala microscópica. Descubrieron que, en ausencia de luz, los agujeros migran desde la perovskita al HND-2NOMe, creando una barrera energética en la interfaz perovskita/HND-2NOMe. Este bloqueo impide el flujo de los poros, lo que provoca limitaciones de rendimiento. Además, las células solares que incorporan HND-2NOMe exhiben una acumulación reducida de agujeros bajo la irradiación solar, lo que contribuye a la estabilidad de la función de transporte de agujeros.
Identificar los factores responsables de las limitaciones de rendimiento mientras se mantiene una funcionalidad estable representa un avance importante con implicaciones importantes para el diseño de pautas de fabricación destinadas a mejorar el rendimiento del dispositivo. Además, los resultados antes mencionados servirán como una base valiosa para promover la investigación y el desarrollo futuros en tecnologías de células solares de perovskita.
