Revolución en energía solar: ¡33,1% de eficiencia gracias a una nueva pasivación!

Revolución en energía solar: ¡33,1% de eficiencia gracias a una nueva pasivación!

Un equipo de investigación internacional en el que participan la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST), la Universidad de Friburgo y el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE ha logrado avances notables en la eficiencia de las células solares en tándem de perovskita-silicio. Estas innovadoras células solares combinan una celda superior de perovskita con una celda inferior de silicio y utilizan métodos de pasivación avanzados para lograr aumentos en la eficiencia que superan con creces lo que antes era posible. El Dr. Oussama Er-Raji, autor principal e investigador postdoctoral en INATECH de la Universidad de Friburgo, informa resultados impresionantes que se publicaron en la revista Science.

Mientras que las células solares de silicio convencionales alcanzan una eficiencia máxima del 29,4 por ciento, las células solares pasivadas en tándem lograron eficiencias de hasta el 33,1 por ciento. Las células tratadas también tenían un voltaje de circuito abierto de 2,01 voltios. Se trata de un avance significativo ya que la tecnología de pasivación utilizada hasta ahora se limitaba a superficies planas. El nuevo método de pasivación, que consiste en depositar dihidroyoduro de 1,3-diaminopropano sobre superficies irregulares, ha demostrado ser crucial.

Pasivación innovadora para el futuro

La pasivación no sólo mejora la eficiencia de las celdas, sino que también aumenta la conductividad y el factor de llenado. Lo que es especialmente destacable es que la pasivación en las células solares de perovskita afecta a toda la capa, a diferencia de las células solares de silicio, donde sólo afecta a las capas superiores. Este descubrimiento podría servir de base para futuras investigaciones y ofrece perspectivas prometedoras para el desarrollo de células solares aún más potentes.

Los resultados están estrechamente relacionados con el proyecto del faro Fraunhofer “MaNiTU” y otras iniciativas como “PrEsto” y “Perle”, financiadas por el Ministerio Federal de Economía y Energía (BMWE). Estos proyectos se centran no sólo en aumentar la eficiencia sino también en la sostenibilidad de las células solares.

Compatibilidad de eficiencia y sostenibilidad

Además, los investigadores de la empresa Fraunhofer investigan materiales con estructura cristalina de perovskita y han descubierto que sólo las perovskitas que contienen plomo pueden alcanzar altas eficiencias. Aunque estos materiales son actualmente eficientes, el desafío radica en encontrar materiales alternativos, no tóxicos y sin plomo. A pesar de estos desafíos, los científicos han logrado avances significativos en el desarrollo de demostradores altamente eficientes. Un ejemplo es una célula solar en tándem de perovskita-silicio con una superficie de más de 100 centímetros cuadrados, realizada mediante metalización serigráfica.

Los procesos de reciclaje avanzados explorados en los proyectos podrían permitir una economía circular para las perovskitas que contienen plomo. Esta investigación, centrada en la producción de nuevos materiales y el desarrollo de procesos de fabricación adecuados, es crucial para devolver la tecnología fotovoltaica a la vanguardia de la competitividad global.

Como parte de “MaNiTU”, también se desarrollaron nuevos procesos de producción que permiten obtener una película delgada de perovskita de alta calidad. Una línea de producción integrada aborda la sensibilidad a la temperatura de las células de perovskita, que requiere una producción por debajo de 100 °C para garantizar la calidad de las estructuras de contacto frontales. Estos avances tecnológicos demuestran el potencial que aún no se ha aprovechado plenamente en el campo de la energía solar.

En resumen, el trabajo científico muestra que el futuro de las células solares en tándem de perovskita-silicio es prometedor y que tanto la eficiencia como la sostenibilidad están en el centro de atención. Este innovador equipo de investigación propone un camino importante para la próxima generación de tecnologías solares.