Stabilizing perovskite solar cells at 85 °C via additive engineering and MXene interlayers
Baumann, Fanny (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Padilla-Pantoja, Jessica (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Caicedo Roque, Jose Manuel (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Karimipour, M. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Vahedigharehchopogh, Naji (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Santiso, José (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ballesteros, Belén (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Miranda Gamboa, Ramsés A. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Tian, Zhenchuan (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ruiz Raga, Sonia (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Lira-Cantu, Monica (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Data:	2025
Resum:	The commercialization of Perovskite Solar Cells (PSCs) is currently a reality. The detection of early instabilities, especially at high temperatures is vital for the successful widespread implementation of the technology. Commercial devices must sustain temperatures as high as 85 °C in order to surpass standardized tests and certification for the final PV product. However, in situ and operando stability analysis and detailed structural and electronic properties of full devices are still rarely found in the literature. In this work, we carried out in situ operational stability testing at 85 °C, complemented by in situ X-ray diffraction, impedance spectroscopy, photoluminescence, current-voltage measurements and electron microscopy. Our results demonstrate a large lattice expansion in the halide perovskite which provokes a clear voltage drop in the PSC. While no changes in lattice constants were observed over time at 85 °C, we noticed a reversible formation of an amorphous "carbon rich" surface shell material surrounding the perovskite grains. This material is linked to a decrease in shunt resistance, and the increase of ionic conductivity. The latter triggered the gradual photovoltaic performance loss observed in our PSC at high temperature. Additionally, we demonstrate the possibility to delay this PSC degradation by employing stability-enhancing methods such as additive engineering and the application of functionalized 2D Ti3C2 MXene interlayers to the PSC. Our work showcases the value of complementing stability tests with advanced characterization, significantly showcasing the value of in operando structural studies.
Ajuts:	Ministerio de Ciencia e Innovación PRE2020-092669 Ministerio de Ciencia e Innovación SEV-2017-0706-20-3 Ministerio de Ciencia e Innovación PRE2022-103001 Ministerio de Ciencia e Innovación CEX2021-001214-S-20-6 Agencia Estatal de Investigación PID2022-143344OB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2021-122349OA-I00 Agencia Estatal de Investigación PCI2023-146003-2
Nota:	Altres ajuts: Agencia de Gestio d'Ajuts Universitaris i de Recerca for Grant No. SGR 01617
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	EES Solar, Vol. 1, Num. 6 (December 2026) , p. 889-1186, ISSN 3033-4063

DOI: 10.1039/d5el00104h

13 p, 1.5 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2)
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats