Las células solares de perovskita alcanzan nuevas cotas
Nuevo método para fabricar células solares de perovskita de haluro de plomo con una eficiencia récord
En un esfuerzo conjunto de la Universidad de Pavía (Italia) y el Center for Advancing Electronics Dresden de la Technische Universität Dresden (Alemania), los investigadores han desarrollado un método novedoso para fabricar células solares de perovskita de haluro de plomo con una eficiencia récord.
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Las perovskitas de haluro metálico han sido objeto de una intensa investigación en la última década, debido al notable aumento de su rendimiento en dispositivos optoelectrónicos como células solares o diodos emisores de luz. Los dispositivos más eficientes, fabricados en la llamada "arquitectura estándar", suelen incluir pasos de procesamiento realizados a alta temperatura, lo que aumenta su tiempo de recuperación de energía y limita la posibilidad de integrarlos en aplicaciones emergentes como la electrónica flexible y vestible. Una arquitectura de dispositivo alternativa -denominada "arquitectura invertida"- elimina la necesidad de procesar a alta temperatura, pero generalmente conduce a una menor eficiencia fotovoltaica.
En un esfuerzo conjunto de la Universidad de Pavía y la Universidad Técnica de Dresde, los investigadores han desarrollado un nuevo método para mejorar significativamente la eficiencia de las células solares de arquitectura invertida. El método se basa en una modificación de las interfaces de la capa activa de perovskita mediante la introducción de pequeñas cantidades de sales de haluro orgánico tanto en la parte inferior como en la superior de la capa de perovskita. Dichas sales de haluro orgánico, típicamente utilizadas para la formación de perovskitas bidimensionales, condujeron a la supresión de los defectos microestructurales y a la pasivación de los defectos de la capa de perovskita. Con este método, el equipo ha logrado una eficiencia de conversión de energía del 23,7%, la más alta registrada hasta la fecha para una célula solar de perovskita de arquitectura invertida.
"Es importante destacar que la mejora del rendimiento va acompañada de un aumento de la estabilidad del dispositivo", afirma la profesora Giulia Grancini, catedrática de química de la Universidad de Pavía. Teniendo en cuenta que la estabilidad sigue siendo uno de los principales obstáculos para la comercialización de las células solares de perovskita, la mejora simultánea de la eficiencia y la estabilidad es especialmente prometedora.
"El hecho de que nuestros dispositivos se fabriquen a bajas temperaturas, inferiores a 100 °C, y de que nuestro enfoque sea plenamente aplicable a la fabricación de dispositivos de gran superficie nos acerca a la utilización a gran escala de las células solares de perovskita", añade la profesora Yana Vaynzof, titular de la cátedra de Tecnologías Electrónicas Emergentes del Instituto de Física Aplicada y Materiales Fotónicos y del Centro para el Avance de la Electrónica de Dresde (cfaed).
El récord de eficiencia alcanzado por los investigadores lleva a las células solares de perovskita a nuevas fronteras. Teniendo en cuenta la mayor estabilidad y la escalabilidad del novedoso método, es sólo cuestión de tiempo que las células solares de perovskita puedan encontrarse en todos los tejados.
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