Las células solares de perovskita son un tipo de módulo de bajo coste y alta eficiencia que puede ayudar a aumentar la adopción de la energía solar en todo el mundo, y ahora los investigadores han superado un importante obstáculo que se interponía en el camino.
Conseguir que el mundo adopte la energía solar suele ser una cuestión de coste y disponibilidad, ya que los mercados de altos ingresos compran toda la capacidad de generación solar que se produce cada año. Ahora, gracias a un equipo internacional de químicos, las células solares de bajo coste podrían convertirse en una opción mucho más viable para el resto del mundo.
La solución pueden ser las células solares de perovskita, un tipo de célula solar delgada y flexible fabricada con materiales de bajo coste, pero la capa de perovskita que contienen ha sido durante mucho tiempo susceptible de degradación ambiental. Pero gracias a los químicos de la Kaunas University of Technology (KTU) de Lituania, estas células solares podrían haber recibido un importante refuerzo.
Los químicos, junto con un equipo internacional de investigadores de China, Suiza, Italia y Luxemburgo, utilizaron un proceso conocido como pasivación que mejoró considerablemente la estabilidad del material de perovskita.
De este modo, los investigadores lograron una eficiencia de al menos el 21,4% y una estabilidad operativa a largo plazo de más de 1.000 horas. Normalmente, las células solares necesitan una eficiencia de entre el 15 y el 20% para ser económicamente viables.
La investigación se ha publicado esta semana en la revista Nature Communications.
“La pasivación se ha aplicado con anterioridad, pero hasta ahora se formaba una capa bidimensional (2D) de perovskita sobre el tradicional absorbente de luz tridimensional (3D) de perovskita, lo que dificultaba el movimiento de los portadores, sobre todo a altas temperaturas”, dijo en un comunicado el Dr. Kasparas Rakštys, investigador jefe de la KTU. “Es fundamental evitar esto porque las células solares se calientan”.
Para combatirlo, los investigadores determinaron una estimación de la cantidad mínima de energía necesaria para formar una capa de perovskita 2D, y luego pasivaron una capa de perovskita 3D con isómeros de yoduro de feniletilamonio que tienen la misma fórmula molecular pero una disposición atómica diferente.
Cuando fueron probados por la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, los nuevos módulos solares de perovskita lograron una conversión de energía solar del 21,4%.
“El estudio demostró ser bastante eficaz para evitar los efectos negativos de la pasivación en las células solares. Se ha descubierto que un isómero con los grupos de pasivación más cercanos entre sí conduce a la pasivación más eficiente debido al impedimento estérico que evita la formación de perovskita 2D”, dijo Rakštys.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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