El desarrollo de células solares transparentes o semitransparentes con alta eficiencia y bajo costo para reemplazar los paneles solares a base de silicio opacos y costosos existentes se ha vuelto cada vez más importante debido a las crecientes demandas de los sistemas fotovoltaicos integrados de edificios BIPV. El Departamento de Física Aplicadade la Universidad Politécnica de Hong Kong PolyU ha desarrollado con éxito células solares de perovskita semitransparentes eficientes y de bajo costo con electrodos de grafeno. Las eficiencias de conversión de potencia PCE de esta nueva invención son de alrededor del 12% cuando se iluminan con óxido de estaño dopado con flúorLos electrodos inferiores FTO o los electrodos superiores de grafeno, en comparación con el 7% de las células solares semitransparentes convencionales. Su bajo costo potencial de menos de HK $ 0.5 / Watt, más del 50% de reducción en comparación con el costo existente de las células solares de silicio, permitirápara ser ampliamente utilizado en el futuro.
La energía solar es una fuente importante de energía renovable, en la cual la célula solar se utilizará para convertir la energía de la luz directamente en electricidad por efecto fotovoltaico. El panel solar de silicio cristalino de primera generación es altamente estable con conversión de energía eficiente, pero opaco y costoso.La célula solar de segunda generación, es decir, la célula solar de película delgada, es liviana y puede hacerse flexible. Sin embargo, están hechos de materiales raros con una estructura complicada y necesitan tratamientos a altas temperaturas. Con los objetivos de investigación de producir paneles solares de PCE altos, fabricación fácil y bajo costo, en los últimos años, los científicos han estado investigando las células solares de tercera generación.La célula solar de perovskita como una nueva célula solar de tercera generación ha atraído mucha atención recientemente debido a su alta eficiencia de conversión de energía, proceso de fabricación conveniente y potencialmente bajocosto.
Con el objetivo de mejorar las PCE y reducir los costos de los paneles solares semitransparentes, el investigador de PolyU ha desarrollado las primeras células solares de perovskita semitransparentes con grafeno como electrodo. El grafeno es un candidato ideal para electrodos transparentes en células solares con alta transparencia, buenaconductividad y potencialmente bajo costo. La característica semitransparente de la célula solar le permite absorber la luz de ambos lados, y puede ser ampliamente utilizada en ventanas, fachadas, persianas y tejados de edificios para convertir la energía solar en electricidad, aumentando así el área de superficie pararecolectando energía solar sustancialmente.
Si bien el grafeno como material avanzado se inventó hace más de 10 años, PolyU innova técnicas de procesamiento simples para mejorar la conductividad del grafeno para cumplir con los requisitos de sus aplicaciones en células solares. En primer lugar, la conductividad del grafeno se mejoró drásticamente al recubrir uncapa delgada de polímero conductor poli 3,4-etilendioxitiofeno: poli estirenosulfonato PEDOT: PSS, que también se usó como capa de adhesión a la capa activa de perovskita durante el proceso de laminación. En segundo lugar, para mejorar aún más la eficienciade la conversión de energía, el investigador de PolyU descubrió que al fabricar la célula solar con grafeno de deposición química de vapor multicapa como electrodos transparentes superiores, la resistencia de la lámina del electrodo podría reducirse aún más mientras se mantiene la alta transparencia de los electrodos. Por último, el rendimiento de esta novelaLa invención se optimiza aún más mejorando el contacto entre los electrodos de grafeno superiores y la capa de transporte del agujeroo-OMeTAD en las películas de perovskita.
Debido a la excelente flexibilidad mecánica del grafeno y la preparación conveniente de los dispositivos, la invención de PolyU se puede utilizar para la producción en masa de las células solares de perovskita semitransparentes con proceso de impresión o rollo a rollo. Las células solares semitransparentes llenarán el vacío enel mercado que no es alcanzable por las células solares existentes que dominan el mercado.
Los resultados del estudio se han publicado en Materiales avanzados , una revista líder en ciencia de materiales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad Politécnica de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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