Un equipo de investigación de NIMS dirigido por Liyuan Han, director de la Unidad de Materiales Fotovoltaicos, ha desarrollado el primer método del mundo para fabricar materiales de perovskita de alta calidad capaces de utilizar luz solar de longitud de onda larga de 800 nm o más. En comparación con los métodos convencionales, estoEl método permite la creación de materiales de perovskita que tienen un espectro de absorción óptica más amplio de 40 nm, una corriente de cortocircuito alta y un voltaje de circuito abierto alto. Por lo tanto, este método se considera como un nuevo enfoque para mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita.
Las células solares de perovskita disponibles actualmente poseen espectros de absorción óptica sesgados hacia longitudes de onda más cortas. Para mejorar la eficiencia de conversión de energía de estas células, es vital desarrollar materiales de perovskita con espectros de absorción óptica expandidos para incluir longitudes de onda más largas. En consecuencia, varios institutos de investigación estándesarrollo de materiales de perovskita, MA x FA 1-x PbI 3 que incluye dos tipos de cationes, MA y FA, capaces de absorber luz en la región de longitud de onda más larga. Sin embargo, estos cationes tienen deméritos: su relación de mezcla y temperatura de cristalización son difíciles de controlar. Además, debido a su tendencia a formarseEn una fase de cristal mixto, no se había establecido un método efectivo para fabricar materiales de perovskita monocristalina de alta pureza.
Para resolver estos problemas, desarrollamos un nuevo método para fabricar un nuevo tipo de material de perovskita a base de cationes mixtos. Primero fabricamos un material precursor puro, monocristalino, FAI 1-x PbI 2 , bajo temperaturas alteradas. Luego, realizamos una reacción entre el precursor y el MAI yoduro de metilamonio. El material de perovskita resultante, MA x FA 1-x PbI 3 , era una fase cristalina única y tenía una larga vida útil de fluorescencia. Estas observaciones indicaron que los electrones en el material rara vez se recombinan y tienen una vida útil prolongada. El espectro de absorción óptica de las células solares que empleaban este material cubría hasta 840 nm, que era40 nm más ancho que el espectro del material de perovskita convencional MA 3 PbI 3 .Como resultado, las células solares que desarrollamos obtuvieron 1,4 mA / cm 2 corriente de cortocircuito más alta que el MAPbI 3 células solares que se fabricaron en las mismas condiciones.
En futuros estudios, tenemos la intención de desarrollar células solares de perovskita de alta calidad capaces de utilizar un espectro más amplio de luz solar ajustando la proporción de los dos cationes.
Una parte de estos resultados se obtuvo a través de actividades de investigación bajo el tema de investigación "Física de dispositivos de células solares sensibilizadas por colorantes" en el área de investigación "Investigación creativa para la generación de energía limpia utilizando energía solar" Supervisor de investigación: Masafumi Yamaguchi, Profesor Principal, Toyota Technological Institute especificado en el programa Core Research of Evolutional Science and Technology CREST patrocinado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón JST.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales NIMS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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