Más electricidad procedente del Sol
Modificación de la superficie para aumentar la eficacia de las células solares en tándem de perovskita/silicio texturizadas
Un recubrimiento de células solares con moléculas orgánicas especiales podría allanar el camino a una nueva generación de paneles solares. Según informa un equipo de investigadores en la revista Angewandte Chemie, este recubrimiento puede aumentar la eficiencia de las células monolíticas en tándem de silicio y perovskita, al tiempo que reduce su coste, ya que se fabrican a partir de obleas industriales de silicio estándar microestructuradas.
(c) Wiley-VCH
En las células solares, la luz "expulsa" los electrones de un semiconductor, dejando tras de sí "huecos" cargados positivamente. Estos dos portadores de carga están separados entre sí y pueden captarse en forma de corriente. Las células en tándem se desarrollaron para aprovechar mejor todo el espectro de la luz solar y aumentar la eficiencia de las células solares. Las células en tándem están formadas por dos semiconductores diferentes que absorben distintas longitudes de onda de la luz. Los principales competidores de esta tecnología son una combinación de silicio, que absorbe sobre todo luz roja e infrarroja cercana, y perovskita, que aprovecha muy bien la luz visible. Las células monolíticas en tándem se fabrican recubriendo un soporte con los dos tipos de semiconductor, uno encima del otro. Para un sistema de perovskita/silicio, esto se consigue normalmente utilizando obleas de silicio que se producen mediante el proceso de fusión por zonas y tienen una superficie pulida o nanoestructurada. Sin embargo, estas obleas son muy caras. Las obleas de silicio producidas mediante el proceso Czochralski con elementos estructurales piramidales a escala micrométrica en sus superficies son significativamente más baratas. Estas microtexturas permiten captar mejor la luz porque son menos reflectantes que una superficie lisa. Sin embargo, el proceso de recubrimiento de estas obleas con perovskita da lugar a muchos defectos en la red cristalina, que afectan a las propiedades electrónicas. La transferencia de los electrones liberados se ve obstaculizada, y la recombinación electrón-hueco se produce cada vez más mediante procesos que no emiten luz. Tanto la eficiencia como la estabilidad de la capa de perovskita disminuyen.
Dirigido por el profesor Kai Yao, un equipo chino de la Universidad de Nanchang, Suzhou Maxwell Technologies, el Instituto de Investigación de Productos Tubulares de CNPC (Shaanxi), la Universidad Politécnica de Hong Kong, la Universidad Tecnológica de Wuhan y la Universidad de Fudan (Shanghai) ha desarrollado ahora una estrategia de pasivación superficial que permite suavizar los defectos superficiales de la capa de perovskita. Se aplica un compuesto de tiofenetilamonio con un grupo trifluorometilo (CF3-TEA) mediante un proceso dinámico de recubrimiento por pulverización. Esto forma una capa muy uniforme, incluso en superficies microtexturizadas.
Debido a su elevada polaridad y energía de enlace, el recubrimiento de CF3-TEA debilita muy eficazmente los efectos de los defectos superficiales. Se suprime la recombinación no radiativa y los niveles electrónicos se ajustan de modo que los electrones de la interfaz pueden transferirse más fácilmente a la capa de captura de electrones de la célula solar. La modificación de la superficie con CF3-TEA permite que las células solares en tándem de perovskita/silicio basadas en obleas texturadas comunes de silicio Czochralski alcancen una eficiencia muy alta de casi el 31% y mantengan la estabilidad a largo plazo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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