Investigadores de la Universidad Northwestern han logrado un importante avance en células solares de perovskita, elevando su eficiencia hasta un récord del 25.1%.
Este logro supera las eficiencias previas de aproximadamente 24.09% y se centra en una solución dual de moléculas para mejorar la conversión de luz solar en energía, abordando la recombinación de electrones y defectos en la superficie.
La importancia de la innovación en Perovskita
El profesor Ted Sargent, líder del proyecto, señala que el foco de la investigación en tecnología solar de perovskita está cambiando hacia las interfaces entre las capas de los materiales, un punto crítico para mejorar la eficiencia y la estabilidad de estas células solares.
Ventajas de la Perovskita frente al Silicio convencional
Las células solares convencionales se basan en obleas de silicio de alta pureza, que son intensivas en energía para producir y limitadas en el rango del espectro solar que pueden absorber. En contraste, los materiales de perovskita pueden ajustarse en tamaño y composición para absorber diferentes longitudes de onda de luz, presentándose como una tecnología emergente de alta eficiencia y potencialmente de menor coste.
Enfoque en la retención de electrones
El equipo de investigación optó por concentrarse en mantener y retener los electrones generados para aumentar la eficiencia, en lugar de simplemente aumentar la absorción de luz solar. Se enfrentaron al desafío de la recombinación de electrones en la interfaz entre capas.
Descubrimientos clave y estrategias moleculares
Investigaciones anteriores del equipo de Sargent identificaron una molécula, PDAI2, eficaz en la resolución de la recombinación en la interfaz. Posteriormente, se centraron en encontrar una molécula que reparara los defectos de la superficie y evitara la recombinación de electrones. El equipo encontró que el azufre podía reemplazar los grupos de carbono, típicamente ineficaces para prevenir el movimiento de electrones, para cubrir átomos faltantes y suprimir la recombinación.
Integración y futuras investigaciones
Un estudio reciente del mismo grupo desarrolló un revestimiento para el sustrato debajo de la capa de perovskita para permitir que la célula funcione a una temperatura más alta durante más tiempo. Este avance, junto con los hallazgos recientes, promete fomentar futuras investigaciones para superar los desafíos de la recombinación relacionada con defectos en las interfaces.
Vía northwestern.edu
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