Células solares de perovskita eficientes y duraderas

Las perovskitas son cristales especiales que en los últimos años han despertado un interés creciente como recolectores de luz baratos, eficientes y aptos para paneles solares. Sin embargo las perovskitas tienden a deteriorarse bastante rápido como consecuencia de su exposición al calor, a la humedad y hasta a la luz. Instituciones científicas de todas partes del mundo han venido dedicando grandes esfuerzos desde hace años para lograr que las células solares de perovskita no solo sean eficientes y baratas, sino que también tengan una larga vida útil, condiciones imprescindibles todas ellas para que estas nuevas células solares den el salto definitivo al mercado mundial.

El equipo de Aditya Mohite, de la Universidad Rice en Estados Unidos, ha conseguido un avance tecnológico que retira en buena parte el principal obstáculo que hasta ahora impedía la producción comercial a gran escala de las células solares de perovskita.

Las células de perovskita 2D son estables, pero menos eficientes en la conversión de la luz solar. Las perovskitas 3D son más eficientes pero menos estables. La combinación de ambas incorpora las mejores características de cada una de las dos.

Dicha combinación otorga una alta eficiencia, comparable a la de las células solares convencionales. Las perovskitas 2D absorben fotones de luz visible, y las 3D absorben fotones de la banda del infrarrojo cercano.

Hasta ahora, sin embargo, la fabricación de células solares de alta eficiencia con capas de perovskitas 2D y 3D ha venido siendo un problema. Aplicar una capa superior 2D con la composición y el espesor deseados tiende a destruir la capa 3D de debajo.

Mohite y sus colegas han ideado y probado un proceso de fabricación que es más simple y que permite colocar una capa encima de la otra sin destruirla.

La fabricación de células solares de alta eficiencia con capas de perovskitas 2D y 3D mediante procesos múltiples puede simplificarse con el nuevo proceso que permite crear una capa del tipo 2D sobre la del tipo 3D sin destruir a esta. (Foto: Jeff Fitlow / Rice University)

Han demostrado su nuevo proceso fabricando células solares de perovskita 3D/2D que tienen una eficiencia de conversión de energía del 24,5%, comparable a la de las células solares convencionales que han estado dominando el mercado.

La eficiencia de las células solares de prueba durante más de 2.000 horas de recepción máxima de luz se redujo en menos de un 1 por ciento.

Además, sin contar el substrato de vidrio, estas células solares tienen un grosor de tan solo 1 micrómetro aproximadamente.

Mohite y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo proceso de fabricación y de las células solares resultantes en la revista académica Science, bajo el título “Deterministic fabrication of 3D/2D perovskite bilayer stacks for highly durable and efficient photovoltaics”. (Fuente: NCYT de Amazings)