Niveles de rendimiento apenas cayeron después de dos meses de uso constante.
Los investigadores han desarrollado un método para mejorar la vida útil y la eficiencia operativa de las células solares de perovskita, logrando salidas récord después de pruebas rigurosas y a largo plazo. Con una impresionante eficiencia de conversión de energía (PCE) del 20.1% después de más de 1.500 horas de uso, las células de alto rendimiento creadas durante el estudio podrían abrir la puerta a un uso más generalizado de esta solución de energía renovable tan publicitada.
Innovación en las células solares de perovskita
Las células solares de perovskita han generado un gran revuelo en la última década debido a su rendimiento superior en comparación con la alternativa más común basada en silicio. Sin embargo, actualmente la tecnología no se considera comercialmente viable debido a su inestabilidad y vida útil limitada.
Para superar este obstáculo, los autores del estudio se propusieron desarrollar un medio para alterar químicamente la superficie de las células de perovskita con el fin de eliminar defectos y aumentar tanto la durabilidad como la eficiencia, un proceso conocido como pasivación. Comentando sobre la motivación del equipo en un comunicado, el autor del estudio Yen-Hung Lin explicó que «la pasivación en muchas formas ha sido muy importante para mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita durante la última década”.
Mejoras en la estabilidad operacional
“Sin embargo, las rutas de pasivación que conducen a las mayores eficiencias a menudo no mejoran sustancialmente la estabilidad operativa a largo plazo,” añadió Lin.
Desafiando esta tendencia, los investigadores descubrieron que tratar las superficies de las células de perovskita con combinaciones específicas de productos químicos llamados amino-silanos mejoraba enormemente su rendimiento y longevidad. En general, pudieron aumentar el rendimiento cuántico de fotoluminiscencia de las células, que se refiere a la capacidad de un material para convertir la luz absorbida en energía emitida, en un asombroso 60 veces.
Además, la estabilidad operativa se mantuvo alta después de más de 1,500 horas de pruebas estándar bajo luz solar de espectro completo, con la PCE manteniéndose al 95% de su valor original al final de este examen prolongado. En términos absolutos, las células de mejor rendimiento alcanzaron una PCE del 20.1% durante la duración de estas pruebas, las mejores cifras jamás reportadas para células de perovskita. En términos simples, esto significa que las células pudieron convertir un porcentaje excepcionalmente alto de la luz solar recibida en electricidad, capturando y procesando longitudes de onda de una amplia gama del espectro electromagnético.
Hacia una producción a gran escala
“El diseño maximiza el uso del espectro solar al absorber diferentes partes de la luz solar en cada capa, lo que lleva a una mayor eficiencia general,» dijo Lin.
Estos resultados excepcionales se lograron utilizando dos células diferentes, midiendo 0.25 y 1 centímetro cuadrado (0.04 y 0.16 pulgadas cuadradas). Según los investigadores, este avance ahora podría facilitar la producción a gran escala de células solares de perovskita estables, duraderas y eficientes.
El potencial de esta tecnología podría transformar la industria de la energía solar, ofreciendo una alternativa más eficiente y duradera a las células solares de silicio tradicionales. Además, el uso extendido de células solares de perovskita podría contribuir significativamente a los esfuerzos globales para aumentar la sostenibilidad y reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
Este desarrollo representa un gran paso adelante en la tecnología de células solares, y podría ser un factor clave en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles. Con la mejora continua en la estabilidad y eficiencia de las células solares de perovskita, el futuro de la energía solar se ve más prometedor que nunca.
Más información: www.science.org
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