Duas interfaces, uma molécula
Células solares de perovskita perdem eficiência e estabilidade quando são ampliadas de quadrados de laboratório para módulos completos. Uma equipe da Universidade Jiao Tong de Xangai, do CATL 21C Lab no Laboratório de Inovação em Ciência e Tecnologia de Fujian para Dispositivos de Energia da China, e do Instituto de Conversão e Utilização de Energia Não-Carbônica de Xangai abordou duas interfaces ao mesmo tempo.
Os pesquisadores introduziram hidroiodeto de ácido 5-aminovalérico (5AVAI) como um espaçador molecular bifuncional durante a fabricação. Seu grupo carboxila se ancora à monocamada auto-montada que fica sob a perovskita, melhorando a molhabilidade da superfície e o alinhamento molecular. Seu grupo amino interage com a perovskita e as camadas de transporte, estreitando o contato entre elas. Nenhuma etapa extra de pós-processamento é necessária.
Números em um módulo de 10 cm
À medida que a perovskita cristaliza, parte do 5AVAI migra para a superfície superior, passivando defeitos e aliviando a tensão da rede. Usando essa abordagem in-situ, a equipe relatou uma eficiência de conversão de energia de 22,31 por cento, com 21,69 por cento certificada, em módulos de 10 cm por 10 cm com uma área de abertura de 64 centímetros quadrados, produzidos por revestimento slot-die escalável.
Os números de durabilidade importam tanto quanto a eficiência. Os módulos mantiveram 95,6 por cento de sua eficiência inicial após 2.000 horas de operação contínua a 75°C, entre os melhores resultados relatados para módulos de perovskita de grande área.
Por que a ampliação ainda dói
Células de perovskita de pequena área agora ultrapassam 27 por cento de eficiência, mas transferir esse desempenho para tamanhos de módulos comerciais tem sido a parte difícil: revestir uma superfície grande uniformemente é difícil, e as interconexões entre as tiras de células criam áreas mortas que não geram energia.
Ao corrigir molhabilidade, contato interfacial e tensão em uma única etapa de fabricação, o método oferece uma rota mais simples para fabricar produtos de perovskita de longa duração. A implantação em escala de rede dependerá de como esses resultados se sustentam em linhas de revestimento industriais.
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