Ingeniería de barreras cuánticas hacia dispositivos fotovoltaicos de perovskita radiativos y estables

Resumen Los dispositivos fotovoltaicos eficientes deben ser emisores de luz eficientes para alcanzar el límite de eficiencia termodinámica. Aquí, presentamos una perspectiva prometedora de las fotovoltaicas de perovskita como emisores brillantes al aprovechar los beneficios significativos del reciclaje de fotones, que se puede lograr prácticamente mediante la supresión de la extinción interfacial. Hemos logrado dispositivos fotovoltaicos de perovskita radiativos y estables mediante el diseño de una estructura de pozo cuántico múltiple con espaciadores orgánicos largos (∼3 nm) con moléculas de oleilamonio en las interfaces superiores de la perovskita. Nuestro proceso de intercambio de sitios L (L: catión de molécula barrera) permite la formación de estructuras interfaciales estables con conductividad moderada a pesar de las barreras gruesas. En comparación con los populares L cortos (∼1 nm), nuestro enfoque resulta en una eficiencia de radiación mejorada a través del proceso recursivo de reciclaje de fotones. Esto lleva a la realización de fotovoltaicas de perovskita radiativas con alta eficiencia fotovoltaica (en laboratorio 26.0%, certificado a 25.2%) y eficiencia cuántica de electroluminiscencia (19.7 % en el pico, 17.8% en condición equivalente a 1-sol). Además, la cristalinidad estable de los pozos cuánticos basados en oleilamonio permite que nuestros dispositivos mantengan altas eficiencias durante más de 1000 h de operación y >2 años de almacenamiento.