Entre los nuevos avances sobre celdas solares, destaca el desarrollo de prototipos tándem que integran los mejores resultados de las celdas de silicio y aquellas de perovskita. Estos prometen muy altos valores de la eficiencia de conversión de energía (PCE, del inglés power conversion efficiencies). Uno de los prototipos estudiados contempla interfaces fullerenos (C60)-perovskita en una configuración de polaridad invertida (p-i-n); sin embargo, el rendimiento de estas celdas todavía está limitado por la recombinación en su interfaz de extracción de electrones, lo que también reduce la PCE de las celdas tándem perovskita-silicio p-i-n.
Un grupo de investigadores de Arabia Saudita y Alemania investigó los efectos de capas nanométicas de fluoruros de metales (NaF, CaFx, MgFx) en la interfaz perovskita/C60. Encontró que una capa intermedia de MgFx de ~1 nm de espesor en la interfaz perovskita/C60, obtenida por evaporación térmica, ajusta favorablemente la energía superficial de la capa de perovskita que facilita la extracción eficiente de electrones. Además, al desplazar la capa C60 de la superficie de la perovskita logran mitigar la recombinación no radiativa. Estos efectos permiten alcanzar un excelente voltaje a circuito abierto VOC = 1,92 V, un factor de llenado mejorado del 80,7 % y un PCE estabilizado del 29,3 % para una celda tándem monolítica de perovskita-silicio de ~1 cm2. El tándem mantuvo ~95 % de su rendimiento inicial después de la prueba de humedad y calor (85 °C a 85 % de humedad relativa) durante más de 1000 horas.
Trabajo publicado en la revista Science
