La célula cuenta con un sustrato de vidrio, un absorbente de perovskita, una capa de TCO, una capa de pasivación, un ICL y un absorbente orgánico.
Eficiencia récord: células solares en tándem hechas de perovskita y material orgánico
La búsqueda de alternativas sostenibles a los combustibles fósiles es uno de los grandes desafíos de la actualidad. Mejorar la eficiencia de las células solares para aprovechar al máximo la energía del sol es un objetivo central en la investigación sobre energías renovables.
Un equipo liderado por el físico Dr. Felix Lang, de la Universidad de Potsdam, junto con el Prof. Lei Meng y el Prof. Yongfang Li, de la Academia China de Ciencias en Pekín, ha logrado un avance significativo en esta área. Según reporta la revista científica Nature, los investigadores combinaron materiales de perovskita con absorbentes orgánicos para crear una célula solar en tándem que alcanza una eficiencia récord.
La estrategia detrás del uso de materiales complementarios.
Combinar materiales que absorben selectivamente diferentes longitudes de onda, como las partes azul/verde y roja/infrarroja del espectro solar, es una estrategia bien conocida para maximizar la eficiencia de las células solares. Tradicionalmente, las partes del espectro relacionadas con el rojo y el infrarrojo se han capturado utilizando materiales como el silicio o el CIGS (selenio de cobre, indio y galio). Sin embargo, estos materiales requieren temperaturas de procesamiento muy altas, lo que resulta en una elevada huella de carbono. Esto supone un desafío significativo para su sostenibilidad.
Un avance hacia tecnologías de bajo impacto ambiental.
El enfoque innovador presentado en Nature combina dos tecnologías emergentes: las células solares de perovskita y las orgánicas. Ambas tecnologías pueden ser procesadas a temperaturas bajas, lo que reduce significativamente su impacto ambiental. Este nuevo diseño de células solares en tándem alcanza una eficiencia del 25,7 %, una cifra que representa un hito en la investigación.
Los factores clave del avance tecnológico.
Lograr esta eficiencia no fue tarea sencilla. Según el Dr. Felix Lang, se lograron avances importantes gracias a dos descubrimientos principales:
- Un nuevo absorbente orgánico rojo/infrarrojo: Los profesores Meng y Li desarrollaron un material orgánico capaz de extender su capacidad de absorción hacia las longitudes de onda del infrarrojo. Esto amplía el rango de la luz solar que puede ser aprovechado por las células solares.
- La capa de pasivación en la perovskita: A pesar del progreso con los absorbentes orgánicos, las células solares en tándem enfrentaban pérdidas de eficiencia significativas en la capa de perovskita, especialmente cuando esta se ajustaba para absorber únicamente las longitudes de onda azul/verde. Para superar esta limitación, los investigadores aplicaron una innovadora capa de pasivación que reduce los defectos del material y mejora el rendimiento de la célula en su conjunto.
Impacto para el futuro de las energías renovables.
El logro de una eficiencia tan alta utilizando materiales procesados a bajas temperaturas marca un antes y un después en el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas sostenibles. Este enfoque no solo promueve una menor huella de carbono, sino que también abre la puerta a la fabricación de células solares más asequibles y con menor impacto ambiental.
Este avance demuestra el potencial de las células solares en tándem para transformar el panorama energético mundial. La combinación de perovskita y materiales orgánicos no solo optimiza la captación de energía solar, sino que también representa un paso hacia soluciones más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Con investigaciones como esta, las energías renovables están más cerca de convertirse en la principal fuente de energía para el planeta.
Miguel López dice
Hola, pone 25.7,% de eficiencia en qué? ¿En conversión en energía eléctrica de la energía de radiación solar total que llega sobre la superficie terrestre ? O exactamente en qué es esa eficiencia?. Está bien dar noticias llamativas, pero hay que entender y enterarse bien para no vender humos de colores.
Mario Pierantonelli dice
Quedese tranquilo López, la eficiencia de las celdas se mide con una irradiancia standard, 1 kW/m2 y un contenido espectral AM1,5 que corresponde a una cierta latitud, y en la superficie de la tierra, también se tienen en cuenta algunos otros parámetros, todos reproducibles en laboratorio. Pueden agrandar los números un poco al principio, pero después se audita todo y se certifica en instituciones muy estrictas, que a su vez compiten entre ellas.