En la City University de Hong Kong (CityUHK) se está desarrollando una nueva técnica de fabricación para mejorar sustancialmente las perspectivas de comercialización de células solares de perovskita mediante una mayor estabilidad, confiabilidad, eficiencia y asequibilidad.
Publicada en Science , la investigación es importante porque la estructura simple del dispositivo que el equipo de CityUHK ha construido puede facilitar la producción industrial futura y mejorar la confianza en la comercialización de células solares de perovskita.
"Las mejoras en la estabilidad y la simplificación del proceso de producción de células solares de perovskita representan un importante paso adelante para hacer que la energía solar sea más accesible y asequible", dijo el profesor Zhu Zonglong del Departamento de Química, quien explicó que el mineral perovskita se utiliza ampliamente para convertir la luz solar en electricidad de manera eficiente.
Dos innovaciones
En términos generales, el equipo de CityUHK está trabajando en un nuevo tipo de célula solar que puede convertir la luz solar en electricidad de manera más eficiente y durar más que las células solares actuales.
El equipo ha desarrollado dos innovaciones para crear la estructura de las células solares. La primera innovación es la integración de los materiales selectivos de huecos y las capas de perovskita, lo que simplifica el proceso de fabricación.
La segunda es que la estabilidad operativa del dispositivo se mejora enormemente al utilizar la capa de transporte de electrones inorgánico, óxido de estaño, que tiene una excelente estabilidad térmica, para reemplazar materiales orgánicos tradicionales como el fulereno y el BCP.
“La estructura del dispositivo descrita en este estudio representa la arquitectura más simplificada en el campo actual de las células solares de perovskita, lo que ofrece ventajas significativas para la industrialización”, dijo Gao Danpeng , coautor del artículo científico y posdoctorado en CityUHK.
En concreto, el Dr. Gao explicó que esta solución no requiere una capa de transferencia orgánica tradicional, lo que reduce eficazmente el coste del material en el proceso de fabricación y simplifica enormemente los pasos de producción.
Rentable y sostenible
El estudio ha producido algunos datos prometedores. Según el profesor Zhu, el equipo ha logrado eficiencias de conversión de energía superiores al 25 % optimizando los defectos de vacancia de oxígeno dentro de la capa de óxido de estaño, manteniendo al mismo tiempo una eficiencia superior al 95 % después de 2000 horas de funcionamiento continuo en condiciones de prueba rigurosas.
Este rendimiento supera la estabilidad de las células solares de perovskita tradicionales y cumple con varios parámetros de referencia de la industria en cuanto a longevidad. Los resultados abren el camino hacia células solares más confiables y eficientes, simplificando los procesos de fabricación y haciendo que la producción de células solares a gran escala sea más rentable.
Es probable que los investigadores en ciencia de materiales, tecnología de energías renovables y empresas de fabricación de células solares se interesen en esta investigación porque puede revolucionar la producción y la estabilidad a largo plazo de las células solares de perovskita. Además, los consumidores de energía y las organizaciones medioambientales verán los beneficios de unas células solares más eficientes, duraderas y fáciles de fabricar.
No sólo eso, los responsables de las políticas centradas en la protección del medio ambiente encontrarán esta investigación digna de mención, ya que promueve aplicaciones más amplias de la energía renovable, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y protegiendo el medio ambiente y el clima.
Aplicación a módulos más grandes
Este desarrollo en la investigación de células solares podría tener un profundo impacto en los mercados energéticos globales y ayudar a acelerar el cambio hacia fuentes de energía renovables, dijeron los equipos de CityUHK, mientras que la próxima fase del estudio se centrará en aplicar esta estructura innovadora a módulos solares de perovskita más grandes, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia y escalabilidad de esta tecnología.
Esta investigación se llevó a cabo en colaboración con equipos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y el Imperial College de Londres, lo que subraya el esfuerzo mundial por desarrollar soluciones energéticas sostenibles.
“Con el potencial de implementarse en sistemas de energía solar dentro de los próximos cinco años, esta investigación es un paso fundamental para lograr una producción de energía más sostenible y respetuosa con el medio ambiente a nivel mundial”, añadió el profesor Zhu.
galan
16/10/2024