Por primera vez, investigadores chinos han logrado crear una célula solar en tándem basada exclusivamente en perovskita, fabricada a partir de elementos de bajo coste como el plomo y el estaño, y logrando una eficiencia del 28,8%. Esto se ha conseguido sin recurrir al silicio, marcando un avance significativo en la carrera por una energía más limpia y accesible.
El equipo científico ha conseguido transformar el 28,49% de la luz solar en electricidad mediante una célula fotovoltaica construida con la unión de dos capas de perovskita, eliminando la dependencia del silicio en el proceso. Este avance representa un gran paso hacia el reemplazo de las tradicionales células solares de silicio que, aunque son eficientes, utilizan materiales costosos y difíciles de obtener.
Este nuevo avance ha permitido superar el límite teórico de eficiencia de las células solares convencionales. Actualmente, el récord de eficiencia ha alcanzado el 33,9%, impulsado por la aplicación de la perovskita. No obstante, las células solares que contienen silicio siguen siendo costosas, mientras que la perovskita es una opción más económica y fácil de sintetizar, lo que la convierte en una alternativa viable para el futuro de la energía solar.
Células de perovskita-perovskita
Hasta ahora, las células solares tándem que combinaban perovskita y silicio eran las más eficientes, mientras que las de perovskita-perovskita no alcanzaban el mismo rendimiento. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, en China, han presentado una revolucionaria innovación. En un estudio publicado en Nature Communications, mostraron una célula solar en tándem completamente fabricada con perovskita, utilizando estaño y plomo, que ha alcanzado un nivel de eficiencia nunca antes visto.
Este avance se debe a un enfoque centrado en corregir las imperfecciones de la perovskita. El equipo desarrolló un tratamiento que restaura la superficie del material mediante la aplicación de dos compuestos químicos que son claves. Como resultado, las células optimizadas ahora retienen más energía y logran convertir una mayor cantidad de luz solar en electricidad. El proceso se basa en un pulido y protección mejorada de la superficie del material, utilizando 1,4-butanodiamina (BDA) como agente de pulido y etilenodiammonium diiodide (EDAI2) para pasivar la superficie.
El principal obstáculo para la eficiencia de las células de perovskita radica en la recombinación no radiativa de los portadores de carga, un fenómeno que ocurre debido a defectos en la superficie del material durante su cristalización. Aquí es donde el BDA juega un papel fundamental, ya que minimiza los defectos relacionados con el estaño, considerados los más críticos para el rendimiento. Por su parte, el EDAI2 se encarga de cubrir los defectos asociados a las vacantes de cationes y haluros, estabilizando la estructura del material y mejorando su eficiencia.
Eficiencia de las células solares de perovskita
Este innovador tratamiento ha permitido que las células solares de perovskita alcancen niveles de eficiencia sin precedentes. En las configuraciones de monounión, lograron tasas del 22,65% y 23,32%, mientras que en las de tándem de dos capas, establecieron un récord de eficiencia certificada del 28,49%. Este logro marca un nuevo hito en la tecnología de células solares basadas únicamente en perovskita. Además, estas células tándem mantuvieron el 79,7% de su eficiencia original después de operar a máxima capacidad durante 550 horas consecutivas.
Este avance representa un punto de inflexión en términos de eficiencia y durabilidad para las células solares hechas exclusivamente de perovskita. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la industria solar, ya que ofrece una alternativa más económica y flexible frente a las tradicionales células de silicio. Las mejoras en estabilidad y rendimiento posicionan a la perovskita como una opción clave para el futuro de la energía solar, allanando el camino para su adopción masiva en aplicaciones comerciales y residenciales.
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un gran saludo.
es gratificante ver progresos para energías mas limpias.
deseo conocer mas .
Muchas gracias José Luis. Puedes seguir informado en Energy News. Un saludo.