Un grupo internacional de científicos dirigido por la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, ha desarrollado un panel solar que se basa en las células solares 2D/3D de perovskita, que batieron el récord de eficiencia del 25,32% y que presentó en julio de 2023.
«Nuestra nueva investigación demuestra una mayor superficie de 27,22 cm2, logrando una impresionante eficiencia del 23,3%», declaró a pv magazine el autor principal de la investigación, Mohammad Khaja Nazeeruddin. «Esto nos acerca un paso más a la comercialización de esta tecnología revolucionaria y supone un avance significativo en las células solares de perovskita».
En el artículo «Dopant-additive synergism enhances perovskite solar modules» (La sinergia de aditivos dopantes mejora los módulos solares de perovskita), publicado en nature, Nazeeruddin y sus colegas explicaron que la alta eficiencia del módulo se logró gracias a una estrategia sinérgica de combinación de dopantes y aditivos destinada a mejorar la uniformidad y cristalinidad del absorbedor de la célula. En concreto, utilizaron cloruro de metilamonio (MACl) como dopante y un líquido iónico Lewis-básico conocido como cloruro de 1,3-bis(cianometil)imidazolio ([Bcmim]Cl) como aditivo.
«Esta estrategia inhibe eficazmente la degradación de la solución precursora de perovskita (PPS), suprime la agregación de MACl y da lugar a películas de perovskita homogéneas en fase y estables con alta cristalinidad y menos defectos», declaró el equipo de investigación.
El panel utiliza una célula con un sustrato de óxido de estaño (FTO), una capa de transporte de electrones de óxido de titanio (TiO2) y óxido de estaño(IV) (SnO2), una capa de perovskita 3D, una capa de perovskita 2D, una capa de transporte de huecos spiro-OMeTAD y un contacto metálico de oro (Au). La célula utiliza una capa de perovskita 2D en la interfaz entre la perovskita y la capa de transporte de huecos, que, según los investigadores, puede mejorar el transporte/extracción de portadores de carga a la vez que suprime la migración de iones.
Los módulos se encapsularon mediante una tecnología de encapsulación vidrio-vidrio combinada con un sellado de los bordes del módulo bajo iluminación de luz ultravioleta.
Probados en condiciones de iluminación estándar, los paneles alcanzaron una eficiencia certificada del 23,30% y una eficiencia estabilizada del 22,97% en un área de apertura de 27,22 m2. Según el grupo de investigación, se trata de la mayor eficiencia jamás registrada en un módulo solar de perovskita de este tamaño. «Además, los módulos solares de perovskita mostraron estabilidad operativa a largo plazo, manteniendo el 94,66% de la eficiencia inicial después de 1.000 horas bajo iluminación solar continua a temperatura ambiente», añadió.
Los científicos creen que esta tecnología de módulos podría transferirse a la producción a gran escala y conducir a la comercialización de tecnologías fotovoltaicas basadas en la perovskita.
En el grupo de investigación también participaron académicos de la Academia China de Ciencias, la Universidad Meridional de Ciencia y Tecnología, la Universidad Xi’an Jiaotong y la Universidad Soochow de China, así como de la Universidad Estatal Lomonosov de Moscú (Rusia), el Instituto Luxemburgués de Ciencia y Tecnología (LIST), la Universidad Julius Maximilian de Wurzburgo (Alemania) y la Universidad Toin de Yokohama (Japón).
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