La búsqueda de celdas solares de perovskita (PSCs) estables y eficientes es un foco central en la investigación de energías renovables. Si bien las PSCs ofrecen eficiencias de conversión de potencia (PCEs) notables, su inestabilidad inherente en condiciones ambientales sigue siendo un obstáculo significativo para su adopción generalizada. Factores como la humedad y el calor pueden degradar rápidamente el material de perovskita, provocando una pérdida de rendimiento. Para combatir esto, los investigadores están investigando activamente varios aditivos y estrategias de ingeniería de interfaces. Entre ellos, el 1,4-Fenilendiamina Dihidroioduro (PDAI) ha surgido como una solución particularmente prometedora, contribuyendo significativamente a una mayor estabilidad.

El PDAI funciona como un modificador de interfaz al promover la formación de una capa de perovskita 2D en la interfaz crucial entre la capa absorbedora de perovskita y el material de transporte de huecos. Esta modificación estructural, lograda a través de un control cuidadoso de la concentración de PDAI durante la fabricación, conduce a varios beneficios. Los estudios científicos demuestran consistentemente que la incorporación de PDAI da como resultado granos de perovskita más grandes, límites de grano más densos y una reducción de los sitios de recombinación de carga. Esta morfología de película mejorada se traduce directamente en un dispositivo más estable y eficiente.

La estabilidad mejorada que imparte el PDAI es evidente en su rendimiento bajo condiciones ambientales desafiantes. Cuando se someten a altos niveles de humedad (por ejemplo, 90% HR), las PSCs tratadas con concentraciones óptimas de PDAI retienen un porcentaje significativamente mayor de su PCE inicial en comparación con los dispositivos no tratados. De manera similar, en pruebas de estrés térmico, las celdas tratadas con PDAI demuestran una resiliencia superior, mostrando a menudo una mayor recuperación de PCE después de ciclos térmicos. Este rendimiento robusto se atribuye a la influencia estabilizadora de los cationes diamonio dentro del PDAI, que ayudan a anclar la estructura de perovskita y la protegen de las vías de descomposición.

Más allá de la mejora directa de la estabilidad, el PDAI también contribuye a las capacidades de autocuración de las PSCs. Esto significa que la degradación menor causada por la exposición a la humedad puede revertirse parcialmente cuando el dispositivo se encuentra en un ambiente seco, extendiendo aún más su vida útil operativa. Este atributo de autocuración, derivado de las propiedades químicas únicas del PDAI, agrega otra capa de durabilidad a la tecnología.

La capacidad del PDAI para abordar las preocupaciones críticas de estabilidad de las PSCs lo convierte en una herramienta valiosa para investigadores y fabricantes que buscan llevar esta tecnología al mercado. Al optimizar la interfaz y mejorar las propiedades intrínsecas de la película de perovskita, el PDAI allana el camino para dispositivos de energía solar más confiables y duraderos. Sus mejoras de rendimiento consistentes en varias pruebas de estabilidad subrayan su importancia en el desarrollo continuo de celdas solares de perovskita eficientes y duraderas.