Un equipo internacional dirigido por la Universidad de Surrey y el Imperial College de Londres ha identificado técnicas para mejorar tanto el rendimiento como la estabilidad de las células solares fabricadas con el “material milagroso” perovskita mitigando vías de degradación previamente ocultas.
Un nuevo estudio publicado en Ciencias Energéticas y AmbientalesEl Instituto de Tecnología Avanzada (ATI) de Surrey detalla cómo ellos y sus colaboradores pudieron desarrollar una célula solar de perovskita de plomo y estaño que alcanzó una eficiencia de conversión de energía (PCE) de más del 23%, uno de los mejores resultados jamás logrados con este material. , y lo más importante, una estrategia de diseño que mejora la vida útil de estos dispositivos en un 66%. PCE se refiere a la cantidad de luz solar que una célula puede convertir en electricidad utilizable.
Aunque hoy en día se utilizan paneles solares de silicio en muchos tejados, los paneles solares de perovskita/silicio están apareciendo en el mercado; se espera que los paneles totalmente “totalmente de perovskita” con una eficiencia aún mayor sean el próximo gran paso en la tecnología. Sin embargo, para que esta tecnología sea comercialmente viable, los científicos deben abordar el desafío de mejorar tanto la durabilidad como la eficiencia, particularmente en torno a las celdas de perovskita de plomo y estaño utilizadas en este diseño. Este estudio colaborativo, iniciado por la Universidad de Surrey, identifica mecanismos previamente ocultos que contribuyen a las pérdidas de eficiencia y estabilidad y aborda estos desafíos, ayudando a la comunidad científica a avanzar en esta tecnología.
Hashini Perera, estudiante de doctorado en el Instituto de Tecnología Avanzada de la Universidad de Surrey y autora principal del estudio, dijo:
“La comprensión que desarrollamos a partir de este trabajo nos permitió identificar una estrategia que mejora la eficiencia y extiende la vida útil operativa de estos dispositivos cuando se exponen a condiciones ambientales. Este avance es un paso importante hacia paneles solares duraderos y de alta eficiencia que sean compatibles con combustibles fósiles y global Dará a más personas acceso a energía limpia asequible y al mismo tiempo reducirá la dependencia de las emisiones de carbono”.
Para lograr estas mejoras, el equipo de investigación se centró en comprender la pérdida de eficiencia y estabilidad inducida por la capa de transporte de huecos, que desempeña un papel importante en el rendimiento de las células solares. Introducen un agente reductor de yodo que inhibe las reacciones químicas que hacen que las células se degeneren con el tiempo. Este enfoque no sólo aumentó la eficiencia de las células solares de plomo y estaño sino que también extendió su vida útil, haciéndolas más prácticas y asequibles para su uso a largo plazo.
La coautora del estudio, la Dra. Imalka Jayawardhan, del Instituto de Tecnología Avanzada de la Universidad de Surrey, dijo:
“Al aumentar significativamente la eficiencia de nuestras células solares basadas en perovskita, nos estamos acercando a fabricar paneles solares más baratos y duraderos. Ya estamos trabajando para perfeccionar estos materiales, procesos y arquitecturas de dispositivos para abordar los desafíos restantes.
El profesor Ravi Silva, director del Instituto de Tecnología Avanzada de la Universidad de Surrey, afirmó:
“Esta investigación nos acerca a paneles que no sólo generan más energía a lo largo de su vida útil, sino que también duran más. Una mayor eficiencia y menos reemplazo significa energía más ecológica con menos desperdicio. La Universidad de Surrey está en el proceso de construir una granja solar de 12,5 MW. , donde al probar algunos de estos módulos, confiamos en que nuestra innovadora investigación sobre perovskita acelerará la adopción comercial generalizada de paneles solares basados en perovskita”.
Esta investigación ayuda a promover los Objetivos de Desarrollo Sostenible 7 de la ONU (energía limpia y asequible), 9 (industria, innovación e infraestructura) y 13 (acción climática).