La revista científica más prestigiosa, Nature Energy, publicó un artículo de científicos alemanes sobre el desarrollo de una tecnología para la producción escalable de las células solares de perovskita más avanzadas de la actualidad. Estamos hablando de una celda solar en tándem totalmente de perovskita, cuyas dos capas contienen las estructuras cristalinas de solo estos minerales. Esto significa que dichos elementos se pueden producir de manera simple y rápida sin perder una eficiencia bastante alta.
Las celdas solares en tándem permiten que las celdas operen en un espectro de energía más amplio. Por ejemplo, la capa superior de silicio absorbe los espectros rojo e infrarrojo, mientras que la capa inferior de perovskita absorbe el azul y el verde. La semana pasada, estas celdas de perovskita en tándem establecieron un récord de eficiencia, cuando la eficiencia de las celdas fotovoltaicas superó el 30 % por primera vez en la historia (para una celda de 1 cm2, lo cual es importante, ya que la eficiencia disminuye al aumentar la escala). El resultado es asombroso, aunque cabe recordar que una de las capas de este elemento es el silicio con todas las características de producción que ello conlleva, incluido el costoso procesado.
En un nuevo estudio, los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) se propusieron crear una celda en tándem exclusivamente a partir de minerales de perovskita con diferentes bandas prohibidas, lo que permitiría que las capas superior e inferior de la celda trabajaran con diferentes espectros y evitaran la uso de silicio. El resultado fue tan bueno que los científicos calificaron el desarrollo como un camino directo hacia la producción en masa de células de perovskita pura en tándem.
Usando una combinación de aplicación mecánica de soluciones y deposición al vacío, los investigadores crearon una celda que, con un área neta de la fotocélula de 12.25 cm2 (excluyendo marcos y electrodos de contacto), mostró una eficiencia del 19.1%. En la fabricación de un mismo elemento con un área de 0.1 cm2 la eficiencia fue del 23.5%. La escala múltiple del proceso de fabricación resultó en una caída incompleta del 5% en la eficiencia. Esto significa que la tecnología de proceso se puede escalar en masa sin una pérdida significativa de eficiencia. Al mismo tiempo, se conservan las principales ventajas de la producción de células de perovskita: el procesamiento con soluciones líquidas y, como resultado, la capacidad de crear superficies fotovoltaicas de formas complejas y sobre un sustrato flexible.
Fuente de la imagen: Bahram Abdollahi Nejand, KIT
Fuente: Instituto de Tecnología de Karlsruhe. La investigación está disponible gratuitamente en Nature Energy en https://rdcu.be/cRW93.
