La primera celda solar de rollo a rollo imprimible del mundo

Los investigadores han desarrollado una nueva célula solar completa de perovskita de rollo a rollo con una eficiencia de conversión de energía estabilizada del 10,8 %.

La energía solar se está considerando en todo el mundo para satisfacer las necesidades energéticas domésticas. Los paneles solares se pueden colocar en techos, ventanas, en un automóvil, en una bicicleta e incluso en cuerpos de agua. Esta flexibilidad ha hecho de la energía solar la fuente preferida y más eficiente de energía limpia. Sin embargo, hay espacio para más eficiencias y aplicaciones.

La Universidad de Swansea ha desarrollado una fórmula de tinta de carbono rentable y escalable que, por primera vez, abre el potencial para la fabricación a gran escala de células solares de perovskita. Investigadores del Centro de Conocimiento e Innovación SPECIFIC de la Universidad de Swansea han encontrado una manera de fabricar fotovoltaicos (PV) de perovskita "totalmente imprimibles" a través del revestimiento de ranuras en un proceso de rollo a rollo (R2R). El equipo buscó una alternativa al electrodo de oro, que generalmente se aplica en un proceso de evaporación lento y costoso después de que se imprime el dispositivo.

dr. David Beynon, director de investigación sénior de SPECIFIC, dijo: “La clave fue identificar la mezcla adecuada de disolventes que se secarían como una película sin disolver la capa subyacente. El análisis de difracción de rayos X mostró que la tinta de electrodo de carbono es capaz de hacer esto cuando se formula con un sistema solvente ortogonal. Esta capa innovadora se puede aplicar de forma continua y compatible con las capas subyacentes a baja temperatura y alta velocidad”.

Los dispositivos de electrodos de carbono ofrecieron un rendimiento fotovoltaico similar al de los electrodos de oro evaporado tradicionales como parte de un pequeño dispositivo sobre un sustrato de vidrio rígido, con eficiencias de conversión de energía (PCE) del 13 % al 14 % y los beneficios adicionales de un rendimiento superior a temperaturas más altas y con mejor estabilidad a largo plazo. El nuevo dispositivo completamente recubierto con R2R impreso en un sustrato flexible de 20 metros de largo produjo una eficiencia de conversión de energía estabilizada del 10,8 %.

En tan solo cuatro años, este método innovador para fotovoltaica ha sido desarrollado y fabricado, evaluado y analizado en detalle, adaptado y mejorado, acercando más que nunca la posibilidad de imprimir e instalar millones de metros de células solares en todo el mundo.

Referencia: David Beynon et al., Fotovoltaica de perovskita de rollo a rollo totalmente impresa habilitada por electrodo de carbono procesado en solución, Materiales avanzados (2023). DOI: 10.1002/adma.202208561