Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha logrado una eficiencia de conversión de energía del 23% en células solares fabricadas con perovskita y materiales orgánicos. Se trata del mejor rendimiento para este tipo de células alcanzado hasta la fecha y se acerca al 26,7% de las convencionales de silicio.
Este avance tecnológico abre la puerta a celdas fotovoltaicas flexibles, livianas, de bajo costo y ultradelgadas que podrían ser ampliamente utilizadas en persianas, vehículos, botes y otros dispositivos móviles que funcionan con energía solar.
Este logro es un salto significativo respecto a la tasa de conversión de energía del 20% conseguida hasta ahora por otros estudios sobre células solares en tándem de perovskita/orgánicas. Se acerca, además, a la tasa de conversión de energía del 26,7% de las células solares de silicio, que es la tecnología solar dominante en el mercado actual de energía solar fotovoltaica.
El estudio ha sido liderado por el profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la NUS, Hou Yi, y se ha llevado a cabo en el Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur de esta universidad en colaboración con científicos de la Universidad de Hong Kong y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.
Avance en la eficiencia de conversión de energía
Las células solares convencionales que se utilizan en las plantas fotovoltaicas se basan en una arquitectura de unión única, donde la eficiencia de conversión de energía de las células solares se limita a alrededor del 27% en la producción industrial.
Para aumentar la eficiencia de conversión de energía de las células solares por encima del 30%, se requieren pilas de dos o más capas absorbentes (células de unión múltiple o en tándem) que van unidas eléctricamente mediante capas de interconexión (ICL), cuyo papel es fundamental en la determinación del rendimiento y la reproducibilidad de un dispositivo. Una ICL eficaz debe ser químicamente inerte, eléctricamente conductora y ópticamente transparente.
Aunque las células solares en tándem de perovskita/orgánica son atractivas para la energía fotovoltaica de película delgada de próxima generación, su eficiencia va a la zaga de otros tipos de células solares en tándem. Para hacer frente a este desafío tecnológico, los investigadores de NUS desarrollaron una ICL novedosa y eficaz que reduce las pérdidas de voltaje, ópticas y eléctricas dentro de la celda solar en tándem. Esta innovación mejora significativamente la eficiencia de las células solares en tándem de perovskita/orgánica, logrando una tasa de conversión de energía del 23,6%.
«Nuestro estudio muestra el gran potencial de las células solares en tándem basadas en perovskita para futuras aplicaciones comerciales de tecnología fotovoltaica. Sobre la base de nuestro nuevo descubrimiento, esperamos mejorar aún más el rendimiento de nuestras células solares en tándem y ampliar esta tecnología», explica el profesor Hou Yi.