Células solares de perovskita lo bastante eficientes y estables

Las células solares tradicionales están hechas de silicio, que tiene una alta eficiencia de conversión de energía y una buena estabilidad. Pero son relativamente caras y están alcanzando sus límites de eficiencia fotovoltaica práctica y económica. Las células solares de perovskita, llamadas así por reproducir una misma estructura clave que posee el mineral natural del mismo nombre, se consideran el principal aspirante a sustituir al silicio como material mayoritario para los paneles solares.

Las células solares de perovskita son más baratas que las de silicio, no requieren tanto calor en su proceso de fabricación, y son ligeras y flexibles. Pueden imprimirse en láminas de plástico a modo de paneles solares flexibles, o utilizarse como revestimiento de cristales de ventanas para aprovechar la luz solar incidente sin interceptar toda la luz. La versatilidad de estas células solares ofrece un amplio abanico de usos posibles.

Entre los distintos tipos de células solares de perovskita, hay uno que ha mostrado una estabilidad excepcional, lo que hace que las de este tipo sean buenas candidatas a alcanzar la vida útil de las células solares de silicio comerciales. Sin embargo, los materiales empleados en las células solares de perovskita incluyen sustancias químicamente reactivas, que pueden volatilizarse o degradarse fácilmente cuando hace mucho calor o cuando la humedad del ambiente es alta. Esto acorta la vida útil de las células solares de perovskita. Por otra parte, se ha venido careciendo de una estrategia capaz de mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita hasta la cota del 25%, un nivel de eficiencia que las permitiría rivalizar con las de silicio. En resumen, ha faltado estabilidad y rendimiento.

Ahora, inspirándose en las propiedades únicas de un material que contiene metales llamado ferrocenos, el equipo de Zonglong Zhu, de la Universidad de la ciudad de Hong Kong, y Nicholas Long, del Imperial College de Londres en el Reino Unido, ha superado esos obstáculos con un nuevo enfoque. El equipo añadió ingeniosamente ferrocenos a las células solares de perovskita como interfase o superficie de contacto entre la capa que absorbe la luz y la capa que transporta los electrones, logrando así un gran avance en eficiencia y en durabilidad.

Células solares con el nuevo diseño. (Foto: City University of Hong Kong)

Estas nuevas células solares de perovskita tienen todo lo necesario para convertirse en un producto capaz de acelerar la comercialización a gran escala de la tecnología fotovoltaica de perovskita y reemplazar a las células solares de silicio.

El equipo de Zhu y Long es el primero que ha conseguido que las células solares de perovskita de este tipo alcancen una eficiencia récord del 25% y pasen con éxito la prueba de estabilidad establecida por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).

Zhu y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Science, bajo el título "Organometallic-functionalized interfaces for highly efficient inverted perovskite solar cells". (Fuente: NCYT de Amazings)