p A eficiência de conversão de energia (PCE) de células solares de perovskita de junção única (PSCs) aumentou notavelmente de 3,8% para 25,2% em apenas uma década. Como o rápido desenvolvimento do PCE se aproxima do limite de sua eficiência teórica, fabricar células solares em tandem combinando subcélulas com diferentes bandgaps oferece uma avenida para ir além dos limites de Shockley-Queisser das células solares de junção única. p Os dispositivos em tandem utilizam diferentes partes do espectro solar usando subcélulas com diferentes bandgaps para reduzir a perda térmica de portadoras fotogeradas. Devido ao bandgap sintonizável, alto coeficiente de absorção e baixo custo de fabricação, perovskitas de haleto de metal são candidatos promissores para dispositivos em tandem.

p Contudo, a eficiência das células solares em tandem à base de perovskita é amplamente limitada por células de topo de largo bandgap que normalmente possuem uma grande tensão de circuito aberto (V _OC ) perda. A severa recombinação de carga não radiativa na interface entre a perovskita e a camada de transporte de buraco (HTL) é um fator chave que leva ao grande V _OC perda.

p Recentemente, O grupo de pesquisa do Prof. Hairen Tan da Universidade de Nanjing usou a pequena molécula orgânica reticulada VNPB como o HTL para células solares de perovskita de largo bandgap. A V _OC aumento de quase 50 mV foi obtido com sucesso para células solares de largo bandgap com bandgap de 1,6 eV, 1,7 eV e 1,8 eV. Comparado com o dispositivo de controle usando HTL polimérico PTAA, os filmes de perovskita depositados no VNPB têm maior tamanho de grão e melhor cristalinidade. O VNPB permite uma extração de carga mais rápida e reduz a densidade de defeitos na interface HTL / perovskita.

p O cálculo da teoria funcional da densidade (DFT) mostra que o contato mais próximo entre o VNPB e a perovskita aumenta a energia de formação do defeito e diminui a densidade do defeito, reduzindo assim efetivamente a recombinação não radiativa de portadores. Finalmente, os PCEs de células solares em tandem de perovskita / perovskita e perovskita / silício usando VNPB como HTL atingem 24,9% e 25,4%, respectivamente.

p Este trabalho mostra que pequenas moléculas reticuláveis ​​são promissoras para dispositivos fotovoltaicos em tandem de perovskita de alta eficiência e custo-benefício.