Regulación con MDA²⁺ de estructura híbrida bidimensional/tridimensional para lograr celdas solares de perovskita de banda ancha eficientes y estables en interiores

Liu Qian ,  

Liang Ruiquan ,  

Zheng Jianzha ,  

Hu Chunhua ,  

Li Yang ,  

Wang Yiwen ,  

Mai Yaohua ,  

摘要

Las celdas solares de perovskita de banda ancha muestran un enorme potencial en aplicaciones fotovoltaicas interiores, sin embargo, su rendimiento y estabilidad aún enfrentan desafíos. Las perovskitas híbridas bidimensionales/tridimensionales se consideran una de las estrategias efectivas para mejorar el rendimiento integral de los dispositivos de perovskita de banda ancha. Este estudio introduce una estructura híbrida bidimensional/tridimensional basada en el ion dimetilamidinio (MDA²⁺), con el objetivo de mejorar el rendimiento fotovoltaico de las perovskitas de banda ancha bajo condiciones de iluminación interior. Se encontró que MDA²⁺ puede interactuar con iones de plomo, yodo y bromo en la solución precursora de perovskita, induciendo la formación de una fase perovskita cuasi-bidimensional, construyendo así un sistema híbrido bidimensional/tridimensional. En comparación con la perovskita tridimensional tradicional, esta estructura híbrida optimiza eficazmente el proceso de cristalización de la película de perovskita, promueve el transporte de portadores y suprime significativamente la recombinación no radiativa. Basado en estas ventajas, las celdas solares híbridas bidimensionales/tridimensionales modificadas con MDA²⁺ lograron una mejora sinérgica en el voltaje de circuito abierto y el factor de llenado, alcanzando una eficiencia de conversión fotoeléctrica interior del 43,39%, y demostraron una excelente estabilidad operativa bajo condiciones de operación continua en el punto de máxima potencia. Este estudio no solo proporciona nuevas ideas para el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos interiores de alto rendimiento, sino que también muestra amplias perspectivas para la estrategia híbrida bidimensional/tridimensional en la promoción de dispositivos optoelectrónicos de perovskita hacia aplicaciones prácticas.

关键词

perovskita híbrida bidimensional/tridimensional; ion dimetilamidinio (MDA²⁺); perovskita de banda ancha; fotovoltaica interior; estabilidad

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