Los absorbedores de silicio convierten principalmente la porción roja del espectro solar de manera muy efectiva en energía eléctrica, mientras que las porciones azules se pierden parcialmente como calor. Para reducir esta pérdida, la celda de silicio se puede combinar con una celda solar adicional que convierte principalmente el azulporciones
Los equipos de HZB ya han adquirido una amplia experiencia con este tipo de células en tándem. Un complemento particularmente efectivo para el silicio convencional es el material híbrido llamado perovskita. Tiene un intervalo de banda de 1.6 voltios de electrones con componentes orgánicos e inorgánicos. Sin embargo,es muy difícil proporcionar a la capa de perovskita un contacto frontal transparente. Si bien la deposición por pulverización de óxido de indio y estaño ITO es una práctica común para las células solares de silicio inorgánico, esta técnica destruye los componentes orgánicos de una célula de perovskita.
Grafeno como contacto frontal transparente :
Ahora un grupo encabezado por el Prof. Norbert Nickel ha introducido una nueva solución. El Dr. Marc Gluba y el estudiante de doctorado Felix Lang han desarrollado un proceso para cubrir la capa de perovskita de manera uniforme con grafeno. El grafeno se compone de átomos de carbono que se han dispuesto en uncelosía de panal bidimensional que forma una película extremadamente delgada que es altamente conductora y altamente transparente.
Pesca de grafeno :
Como primer paso, los científicos promueven el crecimiento del grafeno sobre una lámina de cobre desde una atmósfera de metano a aproximadamente 1000 grados Celsius. Para los pasos posteriores, estabilizan la capa frágil con un polímero que protege el grafeno de la formación de grietas. En lo siguientepaso, Felix Lang graba la lámina de cobre. Esto le permite transferir la película de grafeno protegida a la perovskita. "Esto normalmente se lleva a cabo en agua. La película de grafeno flota en la superficie y es extraída por la célula solar, por lo queSin embargo, en este caso esta técnica no funciona, porque el rendimiento de la perovskita se degrada con la humedad. Por lo tanto, tuvimos que encontrar otro líquido que no ataque a la perovskita, pero que sea lo más similar posible al agua ", explica Gluba.
Contacto frontal ideal :
Las mediciones posteriores mostraron que la capa de grafeno es un contacto frontal ideal en varios aspectos. Gracias a su alta transparencia, ninguna de la energía de la luz solar se pierde en esta capa. Pero la principal ventaja es que no hay pérdidas de voltaje de circuito abierto,que se observan comúnmente para capas de ITO pulverizadas. Esto aumenta la eficiencia de conversión general. "Esta solución es comparativamente simple y económica de implementar", dice Nickel. "Por primera vez, hemos logrado implementar el grafeno en una célula solar de perovskita. Estonos permitió construir un dispositivo tándem de alta eficiencia "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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