Científicos desarrollan una estrategia para mejorar el rendimiento de las células solares flexibles en tándem
Científicos chinos han descubierto una forma de hacer más eficientes y duraderas las células solares flexibles en tándem mejorando la adhesión de las capas superiores a las inferiores de la célula.
Células solares flexibles en tándem de perovskita/CIGS desarrolladas mediante el método de siembra antisolvente.
Image by NIMTE
El seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS) es un semiconductor comercial conocido por su excepcional banda prohibida ajustable, su gran absorción de luz, su sensibilidad a las bajas temperaturas y su gran estabilidad operativa, lo que lo convierte en un candidato prometedor para la célula inferior de las células solares en tándem de próxima generación.
La célula solar en tándem flexible de perovskita/CIGS combina una capa superior de perovskita -un material que convierte eficazmente la luz solar en electricidad- con una capa inferior de CIGS. Así, esta célula en tándem tiene un gran potencial para aplicaciones ligeras y de alta eficiencia en el campo fotovoltaico. Sin embargo, la superficie rugosa del CIGS dificulta la producción de células superiores de perovskita de alta calidad, lo que limita las perspectivas comerciales de estas células en tándem.
En un estudio publicado en Nature Energyun grupo de investigación dirigido por el profesor YE Jichun, del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia China de Ciencias, ha desarrollado una innovadora estrategia de siembra antisolvente para mejorar el rendimiento de las células superiores de perovskita sobre superficies rugosas.
Los científicos separaron los procesos de adsorción y disolución de la monocapa autoensamblada (SAM) e integraron simultáneamente la siembra de perovskita. Utilizaron un disolvente de alta polaridad para evitar la agrupación de SAM durante la disolución, mientras que un disolvente de baja polaridad actuó como antisolvente para promover la formación de una SAM densa durante la adsorción. Además, una capa semilla premezclada mejoró la humectabilidad y la cristalinidad de la perovskita, asegurando una fuerte adhesión al sustrato.
Con estas innovaciones, el equipo fabricó una célula solar monolítica flexible en tándem de perovskita/CIGS de 1,09 cm². Compitiendo con sus homólogas rígidas, el dispositivo alcanzó una impresionante eficiencia estabilizada del 24,6% (certificada en el 23,8%), uno de los valores más altos registrados hasta la fecha para células solares flexibles de película fina.
Tras 320 horas de funcionamiento y 3.000 ciclos de flexión en un radio de 1 cm, el dispositivo conservó más del 90% de su eficiencia inicial, lo que demuestra una durabilidad mecánica y una estabilidad a largo plazo excepcionales.
Este logro allana el camino para desarrollar células solares flexibles en tándem rentables y de alto rendimiento, avanzando en la aplicación comercial de la tecnología de células solares en tándem.
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Publicación original
Zhiqin Ying, Shiqian Su, Xin Li, Guoxin Chen, Chongyan Lian, Dikai Lu, Meili Zhang, Xuchao Guo, Hao Tian, Yihan Sun, Linhui Liu, Chuanxiao Xiao, Yuheng Zeng, Chao Zhang, Xi Yang, Jichun Ye; "Antisolvent seeding of self-assembled monolayers for flexible monolithic perovskite/Cu(In,Ga)Se2 tandem solar cells"; Nature Energy, 2025-4-18
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