Perovskita

Desarrollan celda solar en tándem de perovskita con alta eficiencia y voltaje récord

Los ingenieros han desarrollado una nueva célula solar con un voltaje récord y (posiblemente) una eficiencia récord para su tipo. La celda solar en tándem utiliza dos capas de perovskita que aprovechan diferentes longitudes de onda de la luz, además de un tratamiento especial de la superficie que reduce el desperdicio de energía.

En el campo de la energía fotovoltaica, la perovskita es un material especialmente prometedor que aspira a desbancar al silicio, ya que no solo es excelente para absorber la energía de la luz solar, sino que es más fino, ligero, flexible, y más fácil y barato de fabricar, según lapublicación.

En cuanto a la eficiencia, la perovskita se ha disparado drásticamente en poco más de una década, pasando de menos del 4% en 2009 a más del 25% en 2021, rivalizando ahora con el silicio.

Funciona incluso mejor en las llamadas celdas en tándem, en las que se apilan varias capas de materiales para recoger diferentes longitudes de onda de la luz del Sol. Dichas celdas en tándem de perovskita y silicio, por ejemplo, han superado recientemente el hito del 30% de eficiencia.

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Máxima eficiencia

En el nuevo estudio, un equipo de ingenieros ha creado y probado una célula solar en tándem totalmente de perovskita, donde el grosor y la composición química del material pueden modificarse para permitirle aprovechar distintas partes del espectro solar, de modo que pueden combinarse dos versiones diferentes en un mismo dispositivo.

«En nuestra célula, la capa superior de perovskita tiene un hueco de banda más amplio, que absorbe bien la parte ultravioleta del espectro, así como parte de la luz visible. La capa inferior tiene una brecha de banda estrecha, que se orienta más hacia la parte infrarroja del espectro. Entre las dos, cubrimos más espectro del que sería posible con el silicio», explica Chongwen Li, coautor del estudio.

Con este diseño, el equipo informó de que una célula solar de 1 cm2 tenía una eficiencia máxima del 27,4%, lo que sería un récord para su tipo e impresionante para cualquier tipo de celda solar. Sin embargo, se queda corto para reclamar el título, ya que una certificación del NREL registró eficiencia del 26,3%, solo 0,1% menos que el récord oficial.

Donde la celda sí logró un nuevo récord fue en su voltaje: el equipo midió una tensión de circuito abierto de 2,19 electronvoltios, la más alta de todas las celdas solares en tándem de perovskita.

El equipo descubrió que el campo eléctrico no era consistente en toda la superficie de la perovskita, lo que significaba que algunos electrones se perdían en el circuito, por lo que añadió una fina capa de lo que se llama 1,3-propanediamonio (PDA), que iguala la carga de la superficie.

El equipo dice que el trabajo futuro se centrará en aumentar la eficiencia de la celda solar haciendo que sea más estable, aumentando la corriente y ampliando el tamaño de la célula.

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Redacción | Antonio Vilela

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