Un nuevo tratamiento molecular desarrollado en Hong Kong podría ser la pieza que les faltaba a los paneles solares de perovskita para una adopción generalizada.
El problema de las perovskitas. Las células fotovoltaicas de perovskita, inventadas en un laboratorio japonés a finales de los 2000, han generado mucho revuelo en los últimos años debido a su bajo coste, su flexibilidad y un rendimiento potencialmente superior al de las células convencionales de silicio.
Sin embargo, la tecnología sigue sin estar comercialmente disponible debido a su inestabilidad y escasa vida útil. Las células de perovskita están limitadas a nivel físico por la recombinación de cargas a través de defectos en el material.
Una solución efectiva. Para superar este obstáculo, un equipo de investigadores de Hong Kong ha desarrollado un método que altera químicamente la superficie de las células de perovskita con el fin de eliminar sus defectos y aumentar tanto su eficiencia como su durabilidad.
Los científicos descubrieron que tratar la superficie de las células fotovoltaicas de perovskita con combinaciones específicas de aminosilanos (compuestos químicos en los que átomos de silicio se unen a grupos orgánicos de amino) mejora enormemente el rendimiento de las células y su estabilidad operativa a largo plazo.
Doble beneficio. Este proceso conocido como "pasivación" se logra depositando los aminosilanos en las células de perosvkita mediante vapor.
La pasivación ha sido el vector de ataque preferido por los científicos para tratar de mejorar la eficiencia de las perovskitas, pero el nuevo método, descrito por sus autores en la revista Science, no solo reduce el déficit de voltaje hasta casi el límite teórico sino que mejora significativamente la estabilidad del material.
Nuevo récord de longevidad. Las células fueron probadas a 85°C y con una humedad relativa del 60%, simulando condiciones extremas que podrían encontrarse en un uso real. Con un diseño que maximiza el uso del espectro solar absorbiendo diferentes longitudes de onda en cada capa, las células pasivadas multiplicaron por 60 la capacidad del material de convertir la luz en energía.
Los investigadores lograron una eficiencia de conversión de energía del 20,1% (el 95% del valor original) después de más de 1.500 horas de uso. Son las mejores cifras de durabilidad jamás registradas para células de perovskita.
Luz al final del túnel. Este avance abre la puerta a un uso a gran escala de las células fotovoltaicas de perovskita, empezando por su instalación en balcones, marquesinas y vehículos, ya que son más delgadas y flexibles que las células convencionales de silicio y pueden producirse en forma de película. Las células solares de perovskita también pueden usarse en tándem con otras células solares para aumentar la eficiencia total.
El gobierno de Japón, la cuna de las células de perovskitas, ha comprometido más de 400 millones de dólares para la fabricación de células fotovoltaicas de perovkista, y ha creado un consorcio de 150 empresas y organizaciones para acelerar la introducción de paneles solares flexibles de nueva generación.
Imágenes | HKUST, National Renewable Energy Laboratory
En Xataka | El nuevo panel solar más eficiente del mundo es de silicio: la industria china aún no teme a las perovskitas
Ver 6 comentarios