En colaboración con el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos y el Imperial College de Londres, la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityUHK) está desarrollando una nueva técnica de fabricación para mejorar las perspectivas de comercialización de las células solares de perovskita mediante una mayor estabilidad, confiabilidad, eficiencia y rentabilidad.
El equipo de CityUHK está trabajando en un nuevo tipo de célula solar que puede convertir la luz solar en electricidad de manera más eficiente y durar más que las células solares actuales. La investigación, publicada en la revista Science, detalla una estructura simple del dispositivo que el equipo de CityUHK ha construido para facilitar la producción industrial y mejorar la confianza en la comercialización de las células solares de perovskita.
El equipo ha desarrollado dos innovaciones para crear la estructura de las células solares. La primera innovación es la integración de los materiales selectivos de huecos y las capas de perovskita, lo que simplifica el proceso de fabricación. La segunda es que la estabilidad operativa del dispositivo se mejora enormemente al utilizar la capa de transporte de electrones inorgánico, óxido de estaño, que tiene una gran estabilidad térmica, para reemplazar materiales orgánicos tradicionales, como el fulereno.
La estructura del dispositivo representa la arquitectura más simplificada en el campo actual de las células solares de perovskita, lo que ofrece ventajas significativas para la industrialización, según indican los expertos. En concreto, esta solución no requiere una capa de transferencia orgánica tradicional, lo que reduce eficazmente el coste del material en el proceso de fabricación y simplifica los pasos de producción.
Eficiencia de conversión de energía superior al 25%
Según los investigadores, el equipo ha logrado eficiencias de conversión de energía superiores al 25% optimizando los defectos de vacancia de oxígeno dentro de la capa de óxido de estaño, manteniendo al mismo tiempo una eficiencia superior al 95% después de 2.000 horas de funcionamiento continuo en condiciones de prueba rigurosas. Este rendimiento supera la estabilidad de las células solares de perovskita tradicionales y cumple con varios parámetros de referencia de la industria en cuanto a longevidad.
Esos resultados podrían conducir a células solares más confiables y eficientes, simplificando los procesos de fabricación y haciendo que la producción de células solares a gran escala sea más rentable. Este desarrollo en la investigación de células solares podría tener un profundo impacto en los mercados energéticos globales y ayudar a acelerar el cambio hacia fuentes de energía renovables, según afirman los expertos de CityUHK.
La próxima fase del estudio se centrará en aplicar esta estructura innovadora a paneles solares de perovskita más grandes, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia y escalabilidad de esta tecnología.