El fabricante chino de módulos y células solares de perovskita Mellow Energy, una empresa derivada del Instituto de Tecnología de Nuevas Energías de la Universidad de Jinan, ha fabricado un módulo solar monolítico de perovskita basado en una técnica de interconexión que, según se informa, evita la efusión de componentes volátiles del absorbedor de la célula solar de perovskita.
«En los módulos solares monolíticos de perovskita, la migración de iones en la región de interconexión es un factor crítico que afecta tanto a la eficiencia como a la estabilidad», explicó a pv magazine Shaohang Wu, investigador de la Universidad de Jinan. «Para resolver este problema, la Universidad de Jinan y Mellow Energy han propuesto un método innovador para la generación in situ de capas de barrera de iones, lo que se traduce en una mejora sustancial de la eficiencia y la estabilidad. Esta técnica de tratamiento en fase gaseosa requiere un equipo sencillo, es fácil de usar y elimina la necesidad de procesos de recubrimiento adicionales, lo que la hace muy adecuada para su integración en líneas de producción».
Los científicos fabricaron el panel con una célula de perovskita invertida basada en una capa antidifusión, un sustrato de vidrio y óxido de indio y estaño (ITO), una capa de transporte de huecos (HTL) de poli-triarilamina (PTAA), un absorbedor de perovskita 3D-2D hibridizado con especies PoBx, una capa de transporte de electrones (ETL) basada en un buckminsterfullereno (C60) y óxido de estaño(IV) (SnO2), y un metal de plata (Ag). Interconectaron las células solares a través de los rayados P1, P2 y P3.
Explicaron que el ETL se depositó sobre el absorbente de perovskita mediante deposición de capas atómicas (ALD) para inhibir el escape vertical de especies volátiles. A continuación, aplicaron un post-endurecimiento para mejorar la redistribución y recristalización de la composición de la perovskita. La heteroestructura 2D/3D tiene por objeto acelerar la extracción de carga en la interfaz perovskita/C60 y suprimir la segregación de haluros inducida por la luz.
«Los materiales de PbOx se generan direccionalmente por crecimiento selectivo mediante un método de reacción gas-sólido», explican los científicos. «Y hemos confirmado que el PbOx puede ser una buena barrera y capa de pasivación».
Probada en condiciones de iluminación estándar, la célula solar alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 21,37%, una tensión de circuito abierto de 7,195 V, una corriente de cortocircuito de 47,15 mA y un factor de llenado del 80,89%. El dispositivo también fue capaz de conservar alrededor del 90% de su eficiencia inicial después de 1.184 h.
El módulo solar y su proceso de fabricación se describen en el artículo «Efficient and Stable Perovskite Solar Modules Enabled by Inhibited Escape of Volatile Species» (Módulos solares de perovskita eficientes y estables habilitados por el escape inhibido de especies volátiles), publicado recientemente en Advanced Materials. «Este esquema proporciona una buena idea para conseguir módulos fotovoltaicos de perovskita eficientes y estables en la industria», declaró el grupo de investigación.
Otro grupo de investigación de la Universidad de Jinan presentó recientemente un módulo solar de perovskita con una eficiencia del 21,07%. Este dispositivo se fabricó mediante pulso de nanosegundos selectivo y ablación inducida por láser para obtener la interconexión de alta calidad.
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