Estrategias prometedoras para células solares de “Perovskita” mucho más duraderas - World Energy Trade

Estrategias prometedoras para células solares de “Perovskita” mucho más duraderas

Célula solar de perovskita cristalina de Stanford y Oxford

Célula solar de perovskita cristalina de Stanford y Oxford

Energía Solar
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Los fotovoltaicos de “perovskita” son frecuentes pero imperfectos, por lo que mejorar la durabilidad marca una gran diferencia

Unos científicos de la Universidad de Surrey han revelado importantes mejoras que están aplicando a las células solares basadas en la perovskita, que revolucionará el rendimiento de los paneles solares.

Las células solares de perovskita han mostrado un significativo potencial para alcanzar el límite de eficiencia de las células solares ampliamente utilizadas actualmente en el mercado, absorbiendo la luz en una gama más amplia de longitudes de onda. La industria también ha prestado mucha atención al desarrollo de las células basadas en la perovskita gracias a su bajo costo y a su sencilla fabricación, así como a su eficiente combinación con otros tipos de células solares para producir tándems y aumentar el rendimiento de los paneles solares.

Detalles de estas células solares de perovskita

Las células solares de perovskita han surgido como herederas aparentes de las células solares de silicio debido a su eficiencia de conversión de energía de alta potencia, su bajo costo de desarrollo y su capacidad de ser ultraligeras. Llamadas así por un mineral natural que comparte una fórmula química estructuralmente similar, las perovskitas son compuestos sintéticos que tienen estructuras cristalinas tridimensionales en forma de celosía.

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Los materiales de perovskita son cada vez más populares como capa activa en las células solares, pero las fuerzas internas de estos materiales provocan distorsiones en sus estructuras cristalinas, reduciendo la simetría y contribuyendo a su inestabilidad intrínseca.

Los investigadores examinaron los mecanismos en juego, así como varios factores de degradación que influyen en el rendimiento de la energía fotovoltaica de perovskita. Aclararon los factores que influyen en la degradación y resumieron algunos enfoques factibles para la energía fotovoltaica de perovskita duradera.

Investigadores de la Universidad de Soochow examinaron los mecanismos en juego debido a esta inestabilidad intrínseca, así como varios factores de degradación que influyen en el rendimiento de la energía fotovoltaica de perovskita.

En una actualización de la investigación publicada en APL Materials, por AIP Publishing, los investigadores aclararon los factores que influyen en la degradación y resumieron algunos enfoques factibles para la energía fotovoltaica de perovskita duradera.

"Es importante comprender los mecanismos de degradación en diferentes condiciones, incluida la luz, el calor, la humedad, el entorno electroquímico y la estabilidad intrínseca, si se desea mejorar la durabilidad de las células solares de perovskita", dijo el autor Zhao-Kui Wang.

"Es importante garantizar que la perovskita y las otras capas tengan la mejor estabilidad intrínseca y luego hacer algunos ajustes para mejorar aún más la resistencia ambiental".

La actualización se centró en la degradación química causada por las capas de transporte en las células solares. También consideró la estabilidad intrínseca de la capa de perovskita y los factores ambientales de humedad, oxígeno, luz y calor.

Los autores indicaron que la ingeniería de composición y la pasivación de la unión, que es un proceso de reducción de pequeños huecos en estos materiales, son métodos prometedores que están relacionados con el dopaje, la modificación y el ajuste de las películas de perovskita y la durabilidad del dispositivo.

Los autores también destacaron los beneficios de los materiales hidrófobos, los materiales de banda ancha y los líquidos iónicos para optimizar la durabilidad fotovoltaica en diferentes condiciones ambientales. Por ejemplo, sugirieron fabricar una hetera-estructura 2D-3D en el material de perovskita para mejorar su estabilidad al aire.

Los autores señalan que los líquidos iónicos son prometedores debido a su capacidad para suprimir la migración de iones, que es importante para garantizar la estabilidad térmica y retardar la degradación inducida por la luz. Dichos líquidos iónicos se pueden modificar fácilmente para que posean “hidrofobicidad” para filtrar la humedad.

"La baja volatilidad significa que los líquidos iónicos pueden considerarse un solvente ecológico para las perovskitas, pero la eficiencia del dispositivo aún necesita mejorar", dijo Wang.

Los autores animan a otros a seguir buscando materiales con rangos específicos de conducción de energía, conocidos como materiales de banda ancha, que aumentan la estabilidad en los fotovoltaicos de perovskita.

"Hemos propuesto los conceptos de estabilidad del oxígeno puro y estabilidad flexible, que son valiosos para que otros investigadores presten atención", dijo Wang.

"Además, esperamos que estas estrategias no solo sean útiles en las células solares de perovskita sino también en otros sistemas fotoeléctricos, como los fotovoltaicos orgánicos, los foto-detectores y los diodos emisores de luz".

 

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