Mejora clave en la fabricación de células solares de perovskita

Las células solares de perovskita son la clave para una nueva y prometedora generación de paneles solares. Se caracterizan por poseer cristales con una estructura especial, la que se conoce como "perovskita". El nombre deriva del que tiene un mineral que de manera natural posee una estructura de ese tipo.

El óxido de níquel (NiO) se utiliza en las células solares de perovskita por sus favorables propiedades ópticas y su estabilidad a largo plazo.

La fabricación de películas de óxido de níquel de alta calidad para las células solares suele requerir un proceso de tratamiento intensivo y a elevada temperatura que no solo es costoso, sino también incompatible con los sustratos de plástico. Esto ha impedido hasta ahora el uso de óxido de níquel en la fabricación de sistemas fotovoltaicos impresos a escala comercial.

Ahora unos científicos del Centro de Excelencia para la Ciencia de los Excitones, dependiente del Consejo de Investigación Australiano (ARC, por sus siglas en inglés) y ubicado en la Universidad Monash de Australia, han identificado una forma de crear películas de óxido de níquel de suficiente calidad y en forma de solución y a temperaturas relativamente bajas (inferiores a 150 grados centígrados).

El equipo de Monika Michalska, en colaboración con sus colegas de la CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, la agencia nacional australiana de ciencia), utilizó un nuevo proceso químico que podría contribuir a la fabricación a gran escala de películas inorgánicas y baratas de alto rendimiento, capaces de ser utilizadas en la producción comercial de paneles solares flexibles.

Células solares en el tejado de un edificio de la Universidad Monash. (Foto: Monika Michalska (Exciton Science))

Los investigadores han registrado eficiencias de conversión de energía del 17,9% y el 17,5%, respectivamente, en dispositivos prototipo, frente al 16% alcanzado con un enfoque anterior comparable, que carecía de las ventajas del nuevo proceso.

Resulta significativo que los ejemplares del nuevo dispositivo probados presentaran una reducción de la eficiencia de tan solo un 0,2% a lo largo de un intenso periodo de pruebas de 300 horas. Esto constituye un fuerte indicio de su potencial idoneidad para aplicaciones comerciales.

Michalska y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo proceso en la revista académica Solar RRL, cib el título de “Microfluidic Processing of Ligand-Engineered NiO Nanoparticles for Low-Temperature Hole-Transporting Layers in Perovskite Solar Cells”. (Fuente: NCYT de Amazings)