El Instituto de Investigación de Energía de Corea (Kier) ha alcanzado un hito importante en el sector de energía renovable, desarrollando Células solares de perovskita en tándem/flexibles y ultraligerosos cigs con una eficiencia de conversión de energía del 23.64%. Este es el valor más alto jamás registrado para este tipo de tecnología, abriendo escenarios prometedores para aplicaciones en superficies curvas como Facadas de edificios, vehículos, drones y aviones.
Actualmente, la producción de energía solar se basa principalmente en células solares de un solo unión en silicio cristalinoapreciado por i contenía costos y la facilidad de producción a gran escala. Sin embargo, este tipo de célula se acerca a su límite de eficiencia teórica, empujando la investigación hacia Tandem de células solaresque combinan silicio con materiales como el perovskitapara aumentar el rendimiento.
El Celle Tandem Perovskite/silicio ya han alcanzado una eficiencia de 34.6%pero son pesado y frágilno adecuado para sectores donde la ligereza y la flexibilidad son fundamentales, como automotriz, aeroespacial o satélites. Por esta razón, el interés se está moviendo hacia soluciones delgado y flexibleen particular hacia el Celle Tandem Perovskite/cigsque combinan los materiales de luz y adaptables.
Nuevo proceso de despegue: más estabilidad, menos defectos y rendimiento récord
Uno de los principales obstáculos para la comercialización de células tándem flexibles fue el complejidad de la producción y el baja eficiencia En comparación con las células en tándem de silicio. Para superar estos límites, el equipo de Kier ha desarrollado un Proceso de desprendimiento innovador (despegue). Este método proporciona la deposición de una capa de educado En un sustrato de vidrio, en el que se construye la celda tándem. Posteriormente, viene la estructura separado del vasoobteniendo un módulo flexible.
A diferencia de las técnicas tradicionales que utilizan directamente películas de políticas flexibles, este enfoque utiliza el vidrio rígido como base temporalpermitiendo una deposición más uniforme y estable de las capas. El resultado es uno mayor reproducibilidad y uno mayor rendimiento del dispositivo terminado.
En paralelo, el grupo de investigación también ha abordado el problema de defectos en la estructura absorbente en cigs. Durante la fabricación, de hecho, el potasio Viniendo del vidrio tiende a extenderse en el material, creando defectos que obstaculizan el transporte de carga y reducen la eficiencia general.
A través de Simulaciones computacionaleslos investigadores encontraron que Capa poliínmica tiene éxito limitar efectivamente la difusión de potasioayudando a mejorar el rendimiento final. Gracias a esta doble intervención, las células solares de perovskita/cIGS en tándem han alcanzado una eficiencia récord de 23.64%excediendo claramente el registro anterior de 18.1%.
La nueva tecnología no solo es eficiente, sino también extremadamente resistente: Después 100,000 ciclos plegableslos módulos han mantenido el 97.7% de la eficiencia inicialmostrando un excelente durabilidad mecánica.
Segundo Dr. Inyung Jeongque guió el proyecto:
Esta investigación representa un paso clave hacia el desarrollo comercial de células solares de nueva generación, capaz de combinar alta eficiencia, flexibilidad y ligereza. El objetivo futuro es alcanzar el 30% de eficiencia.
También el dr. Kihwan Kimresponsable del proyecto, subrayó que el Relación de potencia/peso de estas nuevas células se trata de 10 veces más alto En comparación con los de perovskite/silicio, haciéndolos particularmente adecuados para Aplicaciones que requieren módulos ultraligeroscomo recubrimientos externos de edificios, vehículos y estructuras aeroespaciales.
Finalmente, el equipo apunta a Sube la producción a gran escala y mejorar aún más el estabilidad de dispositivoscontribuyendo así decisivamente al Difusión de energía renovable a nivel mundial.
Células en tándem en el mundo: una raza global hacia la eficiencia y la sostenibilidad
Innovaciones recientes en el Células solares Perovskita/cigs encajan en un Contexto internacional en evolución rápidadonde las universidades y los centros de investigación están experimentando soluciones avanzadas para mejorar eficiencia, durabilidad y sostenibilidad ambiental.
En PorcelanaelUniversidad Politécnica del noroeste de Xi’an hizo una celda Tándem perovskita-semi-transparente a Cuatro terminalesintegrado con un Cubro de óxido de sombra (in₂o₃). Esta capa protectora no solo mejora el rendimiento, sino que realiza todo el proceso de producción más ecológicogracias a una técnica de deposición sin solventes y bajo costo.
A TaiwánelAcademia Sinicauno de los institutos de investigación más autorizados en Asia, ha alcanzado una eficiencia de 31.5% con una célula tándem Perovskite-silicico a con dos terminales. Los científicos ya están trabajando en una nueva generación de dispositivos, centrándose en Producción a gran escala, expansión de la superficie activa Y Optimización de estabilidad operativatodos los aspectos fundamentales para el marketing futuro.
En el frente industrial, la empresa china Longi actualmente posee el Registro de eficiencia mundial Para células perovskite-silicio, con un Increíble 34.6% obtenido en 2023. Inmediatamente después, el Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita, con un prototipo de 33.7% de la eficiencia.
Según los investigadores de los reconocidos Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) en Alemania, el límite teórico de esta tecnología podría incluso superar el 39.5%. Sin embargo, para lograr este ambicioso objetivo, será necesario Repensar materiales clave utilizado hoy: entre estos, el Fullerene (C60) para el transporte de electrones y elÓxido indio-stagno (ITO)que debe reemplazarse para aumentar el transparencia óptica y reducir costos.
La carrera hacia el tándem de protector solar se realiza cada vez más globaly el registro coreano del 23.64% representa un paso crucial hacia un futuro más energético sostenible, eficiente y tecnológicamente avanzado.