Científicos del NREL desarrollan una celda de perovskita con una eficiencia del 27%

Científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EEUU (NREL) aseguran que han superado uno de los problemas de estabilidad de la perovskita y han desarrollado una celda de perovskita que logró un 27% de eficiencia en un formato en tándem con un dispositivo de silicio.

Las células solares en tándem de perovskita / silicio tienen el potencial de ofrecer ganancias de eficiencia del módulo a un costo mínimo. Los investigadores desarrollaron una nueva aleación de perovskita de triple haluro que permitió una mayor eficiencia de conversión de potencia y estabilidad.

La nueva fórmula permitió a la célula solar resistir un problema de estabilidad que hasta ahora ha frustrado la comercialización de perovskitas. El problema se conoce como segregación de fase inducida por la luz, que ocurre cuando las aleaciones que componen las células solares se descomponen bajo la exposición a la luz continua.

“Ahora que hemos demostrado que somos inmunes a esta segregación de fase reversible a corto plazo, el siguiente paso es continuar desarrollando capas y arquitecturas de contacto estables para lograr objetivos de fiabilidad a largo plazo, permitiendo que los módulos duren 25 años o más ", dijo Caleb Boyd, autor principal de un artículo recientemente publicado en Science titulado "Perovskitas de banda ancha de triple haluro con segregación de fase suprimida para tándems eficientes". Boyd y el coautor Jixian Xu están asociados con el grupo de investigación del profesor Michael McGehee de la Universidad de Colorado-Boulder, que investiga perovskitas en NREL.

Las células solares de perovskita se hacen típicamente usando una combinación de yodo y bromo, o bromo y cloro, pero los investigadores mejoraron la fórmula al incluir los tres tipos de haluros. La investigación demostró la viabilidad de mezclar los tres materiales.

Agregar cloro al yodo y al bromo creó una fase de perovskita de triple haluro y suprimió la segregación de fase inducida por la luz incluso con una iluminación de 100 soles. La degradación que se produjo fue leve, de menos del 4% después de 1.000 horas de operación a 60 grados Celsius. A 85 grados y después de operar durante 500 horas, la célula solar perdió solo alrededor del 3% de su eficiencia inicial.

"El siguiente paso es demostrar aún más las pruebas de estabilidad acelerada para demostrar realmente lo que podría suceder en 10 o 20 años en el campo", dijo Boyd.