Una innovación importante en el sector de la energía solar proviene de China: investigadores de la Universidad Xi’an Jiaotong han desarrollado un Célula solar de perovskita invertida que, gracias a un doble capa autoensamblada (SAB), logró una eficiencia récord del 26,08%. Esta nueva tecnología promete revolucionar el futuro de las energías renovables.
Porque es un punto de inflexión para las células de perovskita
Las células solares de perovskita se pueden construir con dos arquitecturas diferentes: la cortaren el que la iluminación se produce en el lado de la capa de transporte de electrones (ETL), y la alfileren el que la luz pasa a través de la capa de transporte de agujeros (HTL). La versión invertida, utilizada en esta nueva investigación, adopta precisamente la configuración de pines que ofrece mejor rendimiento en términos de estabilidad y durabilidad en comparación con los modelos tradicionales.
El elemento innovador de esta tecnología es el uso de una doble capa autoensamblada como material de contacto para las juntas. Esta bicapa consta de una monocapa autoensamblada (SAM) de ácido fosfónicosuperpuesto a una capa de trifenilaminaun compuesto orgánico que mejora la adhesión entre la capa y la película de perovskita. Este enfoque no sólo aumenta la eficiencia energética, sino que también mejora estabilidad térmica y mecánica de la celda.
La bicapa autoensamblada (SAB) representa una solución innovadora basada en distintas capas moleculares conectadas entre sí mediante enlaces químicos, como explican los investigadores: “Este método en capas estabiliza la monocapa gracias a componentes más rígidos, permitiendo también controlar la terminación de la película. .” En la práctica, la doble capa ofrece una interfaz más estable y duradera que los métodos convencionales.
Para construir la celda, el equipo de investigación utilizó un sustrato compuesto de vidrio y óxidos conductores transparentes (TCO), la bicapa autoensamblada, un absorbente de perovskita, un buckminsterfullereno (C60)una capa amortiguadora de batoferrocina (BCP) y un contacto de metal plateado (Ag).
Probada en condiciones de iluminación estándar, la celda logró resultados extraordinarios: una eficiencia de 26,04%un voltaje de circuito abierto de 1.185Vuna densidad de corriente de 26,27 mA/cm² y un factor de llenado de83,84%. Pero lo que más llama la atención es su duración: la célula retuvo el 94% de la eficiencia inicial después de 2.000 horas de prueba en condiciones cálidas y húmedas (a 85°C).
Uno de los aspectos más interesantes de esta investigación es la resistencia de la célula a lo largo del tiempo. Según los investigadores, el dispositivo mostró una pérdida de eficiencia inferior al 4% después de 2.000 horas, un resultado que supera los estándares de la industria para células de silicio, que permiten una pérdida máxima del 5% en 1.000 horas.
Estos resultados, certificados por Servicio Nacional de Acreditación de Chinaposicionan esta célula solar entre las mejores jamás desarrolladas en términos de eficiencia y estabilidad. Para aquellos interesados en los detalles técnicos, el estudio completo ha sido publicado en Energía de la naturaleza.
Una comparación con otras innovaciones: hacia la excelencia en la eficiencia solar
El resultado obtenido por esta célula solar de perovskita invertida, con una eficiencia del 26,08%, se sitúa entre los mejores rendimientos jamás conseguidos en el sector. Sin embargo, la competencia tecnológica en el campo fotovoltaico es intensa. Por ejemplo, avances recientes han llevado a la creación de células solares. perovskita ultrafinacapaz de alcanzar una eficiencia de 27% gracias al uso de resonadores ópticos avanzados, que mejoran la capacidad de absorción de la luz. Al mismo tiempo, el células en tándem – que combinan diferentes materiales, entre ellos perovskita y silicio – han llegado a superar la 30% de eficiencialo que representa una frontera aún más ambiciosa para el futuro de las energías renovables.
Estos avances demuestran que la investigación fotovoltaica sigue superando los límites, con soluciones cada vez más eficientes e innovadoras. Aunque la eficiencia del 26,08% no representa un récord absoluto, la ventaja competitiva de esta nueva tecnología radica en su estabilidad térmica y mecánicalo que lo hace particularmente prometedor para aplicaciones a largo plazo y condiciones ambientales adversas. En última instancia, esto demuestra que no es sólo el porcentaje de eficiencia lo que importa, sino también la capacidad de mantener el rendimiento en el tiempo, lo cual es crucial para garantizar una energía sostenible y confiable para el futuro.