Mejora importante en la eficiencia de células solares de tipo perovskita y gran tamaño

Las células solares de tipo perovskita son más baratas de producir que las tradicionales de silicio, y su eficiencia de conversión eléctrica está mejorando con rapidez. Para ser comercialmente viables, las células solares de tipo perovskita necesitan aumentar su tamaño bastante por encima del que tienen los prototipos de pruebas con los que se trabaja en laboratorios. Unos científicos han ideado y probado un método para fabricarlas más grandes, manteniendo al mismo tiempo un nivel aceptable de eficiencia en su tasa de conversión energética.

Usando ese nuevo método de fabricación, el equipo de Nitin Padture, de la Universidad Brown en Providence, Rhode Island, Estados Unidos, ha logrado una eficiencia de conversión de energía superior a un 15 por ciento para células solares de tipo perovskita más grandes que un centímetro cuadrado de superficie.

Las perovskitas, materiales con una estructura cristalina particular, han causado bastante revuelo en el sector de la energía solar. Su eficiencia de conversión era baja al principio, pero las mejoras sucesivas la han hecho aumentar de manera notable. De hecho, ya ha habido equipos de científicos que han logrado eficiencias de más del 20 por ciento, que rivalizan con la de las células de silicio tradicionales, pero ello ha sido empleando células de solo una décima de centímetro cuadrado, que están bien para las pruebas de laboratorio, pero que resultan demasiado pequeñas para ser utilizadas en un panel solar para usos prácticos.

El nuevo proceso de fabricación se apoya en un método previo desarrollado por Yuanyuan Zhou, del laboratorio de Padture. El precursor de perovskita es disuelto en un disolvente y usado para recubrir un sustrato. Después, el sustrato es bañado en un segundo disolvente que de forma selectiva captura al primero y lo extrae. Lo que queda es una película ultralisa de cristales de perovskita.

Para el nuevo método, los investigadores idearon un “truco” con el cual hacer que los cristales de perovskita crezcan más grandes. Se trata de añadir una cantidad adecuada de un precursor orgánico que inicialmente “pega” los pequeños cristales de perovskita y los ayuda a juntarse para formar otros más grandes durante el tratamiento de calor, que finalmente elimina al citado precursor.

El 15 por ciento de eficiencia alcanzado con la primera versión del nuevo método es un buen comienzo, pero Padture tiene plena seguridad en que aún se puede mejorar mucho. Él cree que en un futuro cercano se podrá lograr una eficiencia de entre el 20 y el 25 por ciento en células de superficie grande.

Padture y otros de sus colegas, incluyendo especialistas de la Universidad de Nebraska-Lincoln en Estados Unidos, recibieron recientemente una concesión de 4 millones de dólares de la Fundación Nacional estadounidense de Ciencia para expandir sus investigaciones sobre las perovskitas.

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