¿Es viable la comercialización de células solares de perovskita?

Investigadores de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable han desarrollado un proceso de recubrimiento de un solo paso que simplifica la producción de células solares de perovskita.

Las células solares de perovskita (PSC) son una opción prometedora para la energía fotovoltaica de próxima generación con alta eficiencia y bajo costo. El enfoque actual de producción capa por capa ha producido resultados poderosos. Sin embargo, sus problemas, como el alto costo de fabricación, la irregularidad y la mala reproducibilidad, pueden dificultar la comercialización.

Investigadores de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU) y el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de los Estados Unidos han colaborado para desarrollar un innovador proceso de recubrimiento de un solo paso que agiliza la producción de PSC y reduce las barreras de comercialización. Reducir los pasos de procesamiento mientras se mantiene la eficiencia del dispositivo puede simplificar la fabricación, reducir los costos y mejorar la capacidad de fabricación de los PSC. La innovadora técnica de coprocesamiento combina el contacto selectivo de agujeros y la capa de perovskita en un solo paso y logra una eficiencia del 24,5 % y una notable estabilidad en las células solares de perovskita invertida. Este avance acerca la comercialización un paso más.

Los investigadores han desarrollado un nuevo método para fabricar células solares de perovskita invertidas eficientes al permitir que el contacto selectivo de agujeros y el absorbente de perovskita se formen juntos en una sola solución de recubrimiento. La adición de ciertos ácidos a las soluciones precursoras de perovskita permite el autoensamblaje en el sustrato de óxido de indio y estaño durante el procesamiento de la película de perovskita. La monocapa resultante es un contacto fuerte, autoensamblado y selectivo de agujeros mientras la perovskita cristaliza. A diferencia del proceso tradicional capa por capa, esta técnica resuelve los problemas de humectabilidad y simplifica la fabricación del dispositivo al fabricar el contacto y el absorbedor en un solo paso.

El dispositivo PSC recientemente desarrollado tiene una eficiencia de conversión de energía del 24,5 % y conserva más del 90 % de su eficiencia inicial después de 1200 horas de iluminación continua a máxima potencia. Su eficiencia es comparable a los PSC comparables en el mercado. El equipo demostró que el nuevo enfoque funciona con varios sistemas moleculares monocapa autoensamblados, composiciones de perovskita, solventes y métodos de procesamiento escalables, como las técnicas de recubrimiento por rotación y recubrimiento por aspas, al tiempo que logra un rendimiento de PSC comparable con otros métodos.

La introducción de este método innovador tiene como objetivo simplificar la producción de células solares de perovskita de alto rendimiento y acelerar su introducción en el mercado. El equipo tiene previsto estudiar el vínculo entre las estructuras moleculares monocapa autoensambladas y los precursores de perovskita para obtener moléculas monocapa autoensambladas óptimas y mejorar el rendimiento de la PSC.

Referencia: Xiaopeng Zheng et al, Deposición conjunta de contacto selectivo de orificios y absorbente para mejorar la procesabilidad de las células solares de perovskita, energía de la naturaleza (2023). DOI: 10.1038/s41560-023-01227-6