Una nueva célula solar de perovksita genera con éxito más de un 23% de eficiencia

Una célula solar de perovskita (perovskite solar cell, PSC) con una técnica de pasivación única basada en la utilización de cationes espaciadores de guanidinio (Gua) y octilamonio (Oa) ha entrado en el panorama de la energía solar, gracias a un equipo de investigadores de la Universidad Flinders, la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad Nacional de Australia.

Por si no lo sabía, las células solares de perovskita son dispositivos de película fina formados por capas de materiales que se imprimen o recubren con tintas líquidas o se depositan al vacío. Ofrecen muchas ventajas potenciales, ya que son extremadamente ligeras y pueden fabricarse con sustratos de plástico flexibles.

En su estudio, publicado en la revista Solar RRL, los investigadores descubrieron que las sales de guanidinio pueden mejorar el rendimiento de la película de perovskita.

Esto es de suma importancia, ya que las células solares de perovskita no son actualmente viables desde el punto de vista comercial debido a su limitada vida útil. Con numerosos estudios en curso sobre la estabilidad y la degradación de las PSC, esta investigación nos acerca un poco más a la generación de energía solar con células solares de perovskita.

La ingeniería detrás de la química

Las sales de guanidinio lograron aumentar el rendimiento de la película de perovskita porque los iones de guanidinio pueden penetrar en el grueso del material de perovskita y localizarse en los bordes de grano (GB), según un informe inicial de PV Magazine.

Los investigadores utilizaron bromuro de guanidinio (GuaBr) y bromuro de octilamonio (OABr) como cationes. Se dice que superan a sus homólogos de cationes monoespecíficos en términos de densidad de corriente de cortocircuito, eficiencia de conversión de energía y estabilidad térmica. Las capas de pasivación se implantaron en el lado de la capa de transporte de agujeros (HTL).

«Para optimizar la relación entre los componentes GuaBr y OABr, se examinaron tres relaciones de volumen diferentes: 1:1 (denominada 1G-1O), 1:2 (denominada 1G-2O) y 2:1 (denominada 2G-1O)», dijo el equipo en una entrevista con PV Magazine. «Después de girar la solución precursora de la perovskita 3D sobre el sustrato y recocido en una placa caliente a 100 C durante 30 minutos, se hace girar la solución de pasivación sobre el sustrato, seguido de otro recocido a 100 C durante 10 minutos».

El futuro de las células solares de perovskita brilla un poco más

Como resultado, la eficiencia aumentó del 21,37 por ciento de la célula de control al 23,13 por ciento del dispositivo pasivado, con una estabilidad de vida útil significativamente mejor. Además, los investigadores informaron de que el dispositivo de prueba 1G-1O mantenía aproximadamente el 97 por ciento de su eficiencia inicial tras 60 horas de estabilidad en condiciones de luz.

«Diseñamos las células para utilizarlas en sistemas solares residenciales a pequeña escala o en plantas de energía solar a gran escala», explicó el investigador de The Duong a PV Magazine.

«Es significativo que la tecnología de células solares de perovskita pueda combinarse con la tecnología de células solares de silicio existente en una configuración en tándem para lograr una eficiencia ultra alta de hasta el 30%».

Es una cifra importante y, según los investigadores, es posible mejorar aún más el rendimiento y la estabilidad de las células investigando otras combinaciones. Todavía quedan varios retos antes de que las células solares de perovskita puedan convertirse en una tecnología comercial competitiva; sin embargo, éste es un paso en esa dirección.

Las células solares de perovskita, que en muchos casos han sido apodadas «el santo grial de la energía solar», al ser de bajo coste y adquirir una alta eficiencia, pueden contribuir a aumentar la adopción de la energía solar en todo el mundo y a allanar el camino hacia una energía fotovoltaica duradera en el futuro.

Fuente: worldenergytrade

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