Descubren una manera de aumentar la eficiencia de las células solares de perovskita al 31%

Científicos del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) han descubierto un una manera de aumentar sustancialmente la eficiencia de las células solares de perovskita ocultos en los picos y valles a escala nanométrica del material cristalino.

Las células solares hechas de compuestos que tienen la estructura cristalina de perovskita han despertado la imaginación de los científicos. Son baratas y fáciles de fabricar, como las células solares orgánicas. Pero lo que es aún más interesante es que la eficiencia con la que las células solares de perovskita convierten los fotones en electricidad ha aumentado más rápidamente que cualquier otro material hasta la fecha, ya que partiendo de 3% en 2009, cuando los investigadores comenzaron a explorar las capacidades fotovoltaicas de este material,  hasta el 22% actual, que es el estadio en el que se mueve la eficiencia de las células solares de silicio.

Ahora, como se informó en la revista Nature Energy, un equipo de científicos del Berkeley Lab, ha descubierto una sorprendente característica de una célula solar de perovskita que puede ser aprovechada para lograr una mayor eficiencia, posiblemente de  hasta un 31%.

Usando un microscopio  fotoconductor de energía atómica, los científicos asignan dos propiedades en la capa activa de la célula solar que se relacionan con su eficiencia fotovoltaica. Los mapas ponen de manifiesto una superficie desigual compuesta de granos de alrededor de 200 nanómetros de longitud, y cada grano tiene caras multi-ángulo, como las caras de una piedra preciosa.

Inesperadamente, los científicos descubrieron una enorme diferencia en la eficiencia de conversión de energía entre las caras de los granos individuales. Encontraron un mal desempeño de las caras adyacentes a las caras de alta eficiencia, algunas de las cuales se acercan al límite de conversión de energía teórica del material del 31%.

Los científicos dicen que estas caras de mejor desempeño podían mantener el secreto de las células solares de alta eficiencia, aunque se necesita más investigación. "Si el material se puede sintetizar de manera que sólo se desarrollen las caras muy eficientes, entonces se podría obtener un gran aumento en la eficiencia de las células solares de perovskita, posiblemente próxima al 31 por ciento", dijo Sibel Leblebici, investigadora del laboratorio.