Nueva tecnología de célula solar podrá generar 1,000 horas continuas
Los paneles solares son útiles para generar electricidad limpia y ecológica, ya que no hay emisiones de gases de efecto invernadero. La perovskita es el material más prometedor para fabricar células solares confiables.
Las células solares de perovskita (PSC, por sus siglas en inglés) son una tecnología de células solares de nueva generación potencialmente prometedora. Ofrecen varias ventajas por su facilidad de fabricación, su bajo costo y su capacidad para producir dispositivos transparentes y flexibles con buena calidad en un producto laminado.
El único inconveniente de las células solares de perovskita es que son propensas a la degradación cuando reaccionan con las moléculas de agua, y ha resultado difícil hacerlas duraderas y altamente eficientes.
El Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales (NIMS) ha desarrollado una célula solar de perovskita duradera de 1 centímetro cuadrado capaz de generar electricidad durante más de 1.000 horas continuas con una eficiencia de conversión fotoeléctrica (eficiencia de generación de energía) superior al 20% en exposición a la luz solar.
Como esta célula solar puede fabricarse en la superficie de un material plástico a unos 100 °C, esta técnica puede utilizarse para desarrollar células solares ligeras y versátiles.
En la mayoría de las células solares de perovskita, cuando la capa de perovskita absorbe la luz solar, genera electrones y huecos. A continuación, estos electrones y huecos migran por separado a la capa de transporte de electrones adyacente y a la capa de transporte de huecos, respectivamente, donde fluyen para producir una corriente eléctrica.
Para mejorar simultáneamente la eficiencia y la durabilidad de las células solares de perovskita, es necesario que estas capas y las interfaces entre ellas permitan que los electrones y los agujeros se muevan a través de ellas con mayor libertad y que las interfaces sean impermeables a las moléculas de agua.
El equipo del NIMS añadió un derivado de la hidracina que contiene átomos de flúor que repelen el agua (5F-PHZ) a la interfaz entre la capa de transporte de electrones y la capa de perovskita.
El equipo de investigación afirma que esta interfaz impidió con éxito que las moléculas de agua que habían penetrado en la capa de transporte de electrones entraran en contacto con la capa de perovskita.
El resultado es la mejora de la durabilidad de la célula solar. El uso de la interfaz también redujo el número de defectos cristalinos que se formaron en la superficie de la capa de perovskita, una causa de la disminución de la eficiencia de generación de energía.
Además, el equipo añadió un derivado del ácido fosfónico (MeO-2PACz) a la interfaz entre la capa de transporte de huecos y la capa de perovskita. Esto minimizó la formación de defectos en la capa de transporte de huecos y, por tanto, mejoró la eficiencia de generación de energía de la célula solar.
El siguiente paso para los investigadores es desarrollar células solares de perovskita aún más eficientes y duraderas creando una base de datos de moléculas que puedan integrarse en la interfaz, realizando investigaciones basadas en datos y diseñando moléculas que puedan utilizarse para mejorar las propiedades interfaciales.
Vía: worldenergytrade