El Células solares perovskita/orgánica Representan una de las soluciones más prometedoras en el panorama de la energía solar, gracias a la posibilidad de obtener Alta eficiencia a costos más bajos En comparación con las células de silicio. Sin embargo, el uso de la banda ancha de la banda ancha, fundamental para absorber la luz de alta energía, implica Serie de criticidad de estabilidad. Entre estos, la mala calidad del contacto más bajo entre las capas es uno de los principales obstáculos, causando defectos estructurales y degradación del dispositivo.
Un equipo de investigadores del Universidad Politécnica de Hong Kong ha identificado una solución efectiva: el uso de Puntos Quantic enriquecidos con magnesioutilizado para mejorar la interfaz entre el sustrato y la película activa en la célula solar.
EL Puntos Quantico punto cuánticoson nanopartículas semihoduceras que presentan propiedades electrónicas y ópticas únicas. En este estudio, publicado en Energía de la naturalezalos investigadores desarrollaron nanopartículas de óxido de lata modificado a través de la adición controlada de magnesio en un ambiente ácido. Estos Puntos Quantic enriquecidos con magnesio Se usaron como una capa inferior para mejorar la calidad del perovskite Cspbi₂Br.
El cambio trajo numerosos beneficios: Cristalización más uniforme, Reducción de defectos, Mejor alineación de energía Y mayor estabilidad química. En particular, la naturaleza ácida de las nanopartículas se ha opuesto a los efectos negativos de las versiones alcalinas del óxido de estaño, utilizados tradicionalmente en este tipo de dispositivos.
Los autores del estudio, incluidos Yu Han y Jiehao, subrayaron cómo esta estrategia permite equilibrar las propiedades físicas y químicas del material, estabilizar la estructura de la célula y prevenir degradaciones causadas por defectos profundos y transiciones de fase no deseadas.
Rendimiento registrado: 25.9% de la eficiencia y una mayor duración en condiciones ambientales complejas
Los investigadores probaron esta innovación mediante la construcción de una célula solar basada en una gran banda de banda de banda Cspbi₂Br, que ha alcanzado uno Eficiencia de conversión de energía del 19.2% con un Voltaje de circuito abierto de 1.44 V. Pero el resultado más importante se obtuvo con la versión en tándem: una Perovskita/célula solar orgánica que ha alcanzado una eficiencia de 25.9%certificado a 25.1%manteniendo el rendimiento en condiciones ambientales variables.
El análisis del comportamiento de los materiales se realizó con herramientas de alta precisión como TOF-SIMS, Espectroscopía UV-visible en tiempo real, Escanear microscopía electrónica (SEM), Mapeo fotoluminiscente (PL) Y X -Ray X -Ray Difracción (Giwaxs). Los resultados confirmaron una mejor cristalización, una estructura más ordenada y una mayor resistencia a la humedad y las altas temperaturas.
Esta tecnología, basada en Puntos Quantic enriquecidos con magnesiopronto podría extenderse a otros tipos de células solares, abriendo nuevas perspectivas para la gran extensión de dispositivos fotovoltaicos más eficientes, largos y accesibles.
Células tándem en el mundo
Innovaciones en Células solares perovskita/orgánica Encajan en un panorama global en constante evolución. En China, por ejemplo, elUniversidad Politécnica del noroeste de Xi’an ha desarrollado un tándem de células semirransparentes terminal semirremental semirrecomparal de cuatro períodos, equipado con una capa protectora en Óxido indio (in₂o₃). Este material mejora no solo la eficiencia, sino también la sostenibilidad del proceso de producción, gracias a un método de deposición económica y sin solventes.
En Taiwán, el prestigioso instituto Academia Sinica recientemente alcanzó una eficiencia del 31.5% Con un tándem perovskita-silicio-dos células a término. Los investigadores ya están trabajando en una nueva generación de dispositivos, centrándose en Producción a gran escala, aumento en la superficie activa y la mejora de la estabilidad operativa.
A nivel industrial, los chinos Longi actualmente posee el Registro de eficiencia mundial para células Perovskite-siliciocon un increíble 34.6% alcanzado en 2023. El Kausto En Arabia Saudita sigue con un dispositivo de 33.7%.
Según los expertos del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) En Alemania, el límite teórico para esta tecnología podría exceder 39.5% de eficienciapero para alcanzarlo será necesario repensar algunos materiales clave, como el Fullerene (C60) para el transporte de electrones o reemplace elÓxido indio-stagno (ITO) Para aumentar la transparencia de las células.