Récord mundial de eficiencia de células solares con triple unión

Las células solares pueden fabricarse con más de dos capas activas y conformar así células solares multiunión con una eficiencia energética mayor que la de cualquier célula solar con menos capas. En una célula solar multiunión, cada capa está hecha de materiales fotovoltaicos distintos y absorbe la energía solar en un rango diferente de longitudes de onda. Sin embargo, las tecnologías actuales de células solares multiunión plantean muchos problemas, como la pérdida de energía, cuyo resultado es un bajo voltaje, y la inestabilidad del dispositivo durante su funcionamiento.

Ahora, superando estos retos, un equipo integrado, entre otros, por Shunchang Liu y Yi Hou, ambos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha demostrado, por primera vez, la integración con éxito de cianato en una célula solar de perovskita y silicio, consiguiendo así una célula solar de triple unión que supera el rendimiento de otras células solares multiunión similares.

Concretamente, esta nueva célula solar logra una eficiencia de conversión de energía del 27,1% en un área de absorción de energía solar de 1 centímetro cuadrado. Esto hace que de todas las células solares de múltiple unión con silicio y perovskita, esta sea la que mejor rendimiento alcanza.

Para lograr este récord mundial, el equipo diseñó una configuración especial que posee una gran estabilidad y que al mismo tiempo aprovecha muy bien la energía.

La clave fue agregar cianato en sustitución del bromuro que se utiliza comúnmente en células solares de perovskita.

Con potencial para alcanzar más del 50% de eficiencia en la conversión de energía, esta nueva célula solar abre un prometedor camino. (Foto: National University of Singapore)

Un análisis más detallado de la estructura atómica de la nueva perovskita proporcionó, por primera vez, pruebas experimentales de que la incorporación de cianato ayuda a estabilizar su estructura y a formar interacciones clave dentro de la perovskita.

La eficiencia teórica de las células solares en tándem de triple unión de perovskita y silicio supera el 50%, lo que supone un gran potencial de mejora, especialmente en aplicaciones en las que el espacio de instalación es limitado.

Shunchang Liu, Yi Hou y sus colegas exponen los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nature, bajo el título "Triple-junction solar cells with cyanate in ultrawide bandgap perovskites". (Fuente: NCYT de Amazings)