Un cambio en la composición química permitió a los científicos aumentar la longevidad y la eficiencia de una célula solar de perovskita desarrollada en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable NREL del Departamento de Energía de los EE. UU. DOE.
La nueva fórmula permitió a la célula solar resistir un problema de estabilidad que hasta ahora ha frustrado la comercialización de perovskitas. El problema se conoce como segregación de fase inducida por la luz, que ocurre cuando las aleaciones que componen las células solares se descomponen bajoexposición a luz continua.
"Ahora que hemos demostrado que somos inmunes a esta segregación de fase reversible a corto plazo, el siguiente paso es continuar desarrollando capas y arquitecturas de contacto estables para lograr objetivos de confiabilidad a largo plazo, permitiendo que los módulos duren en eldurante 25 años o más ", dijo Caleb Boyd, autor principal de un artículo recientemente publicado en ciencia titulado "Perovskitas de banda ancha de triple haluro con segregación de fase suprimida para tándems eficientes". Boyd y el coautor Jixian Xu están asociados con el grupo de investigación del Profesor de la Universidad de Colorado-Boulder Michael McGehee, que investiga perovskitas en NREL.
Otros científicos de NREL que contribuyeron al artículo son Axel Palmstrom, Daniel Witter, Bryon Larson, Ryan France, Jérémie Werner, Steven Harvey, Eli Wolf, Maikel van Hest, Joseph Berry y Joseph Luther.
Las células solares de perovskita generalmente se fabrican utilizando una combinación de yodo y bromo, o bromo y cloro, pero los investigadores mejoraron la fórmula al incluir los tres tipos de haluros. La investigación demostró la viabilidad de alear los tres materiales.
Agregar cloro al yodo y al bromo creó una fase de perovskita de triple haluro y suprimió la segregación de fase inducida por la luz incluso con una iluminación de 100 soles. La degradación que se produjo fue leve, de menos del 4% después de 1,000 horas de operación a 60grados centígrados: a 85 grados y después de funcionar durante 500 horas, la célula solar perdió solo alrededor del 3% de su eficiencia inicial.
"El siguiente paso es demostrar aún más las pruebas de estabilidad aceleradas para demostrar realmente lo que podría suceder en 10 o 20 años en el campo", dijo Boyd.
La nueva fórmula creó una célula solar con una eficiencia del 20,3%.
El silicio sigue siendo el material dominante utilizado en las células solares, pero la tecnología se está acercando a su eficiencia máxima teórica del 29.1%, con un récord del 26.7% establecido hasta la fecha. Pero poner perovskitas encima de una célula solar de silicio para crear una célula solar de múltiples funciones podría impulsareficiencia y reducir el costo de la electricidad solar. Los científicos de NREL pudieron crear una celda solar de perovskita / silicio en tándem con una eficiencia del 27%. Por sí misma, la celda solar de silicio tenía una eficiencia de aproximadamente el 21%.
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Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Energía Renovable . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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