Un punto de inflexión importante en el mundo de fotovoltaico proviene de un grupo de investigadores de Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) en Alemania y el Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST) En Arabia Saudita. Los científicos han diseñado uno Tandem de células solares perovskite-silicio eso, gracias al uso de Monostrati de autoevaluación (Sams)ha llegado a uneficiencia récord del 29.8% y una clara mejora en el reproducibilidad.
Porque los monostrati autoevaluantes mejoran las células solares
EL Monostrati de autoevaluación (Sams) son materiales innovadores utilizados como Transporte de capas de los agujeros en las células solares en perovskita. Su capacidad para Reduzca la absorción del parásito, acelere la extracción de las oficinas y pase efectivamente la interfaz de perovskite Los hace particularmente interesantes para aplicaciones en Photovoltaics avanzados. Sin embargo, el suyo espesor, densidad de embalaje y orientación Son parámetros que son difíciles de controlar, lo que limita la eficiencia de las células.
El equipo de investigación profundizó el papel de un parámetro hasta ahora Little exploró: la temperatura de alivio. “Descubrimos que al aumentar la temperatura de alivio de 100 ° C a 150 ° Cel grosor del monostrato se reduce por aproximadamente 5 nm a 1 nmmientras que su densidad de paquete mejora. Esto nos permitió superar dos de los principales desafíos relacionados con los SAM «, explicó Ossama er-rajiel principal autor del estudio publicado en Pequeños métodos.
Para analizar estas capas ultra sutiles, los investigadores utilizaron una técnica avanzada, la X -Ray de espectroscopía fotoelectrónica in situque confirmó los beneficios de esta optimización. El resultado? A La pasivación de la interfaz 2pacz/Perovskite mejoró claramentecon un impacto directo en el rendimiento de la célula solar.
La estructura de la célula tándem y los resultados obtenidos
La célula solar desarrollada por el equipo combina una Perovskita invertida de células superiores con un Célula de silicio inferior en heterogencia (HJT). La parte superior consiste en:
- Óxido fuerte-estancada (ITO),
- Capa de 2pacz,
- Absorbitor en perovskite,
- Capa de transporte de electrones (ETL) en fullereno (C60),
- Capa de tampón de óxido de estanque (snox),
- Capa de búfer adicional en ITO,
- Contacto de metal de plata (AG),
- recubrimiento anti -reflejado en fluoruro de magnesio (MGF2).
Probado en Condiciones de iluminación estándaresta celda ha alcanzado unEficiencia de conversión de energía del 29.8%. «Gracias a nuestra estrategia, tenemos un aumento del 1.3% En comparación con las células tradicionales, con una clara mejora en la reproducibilidad «, dijeron los científicos.
El estudio, titulado «Ajustar el autoensamblaje de las monocapas selectivas de agujeros para las células solares en tándem de perovskita/silicio reproducciones»muestra que la eficiencia de las células solares en perovskite basada en SAM todavía tiene margen de mejora. Esta innovación podría representar un paso decisivo hacia Una nueva generación de células solares más rendidas y confiables.
La carrera por la eficiencia no se detiene
Innovación en el campo de las células solares Perovskita-silicio tándem Representa solo una de las muchas direcciones en las que los fotovoltaicos evolucionan rápidamente. Además del progreso obtenido por el equipo de Fraunhofer ise y de la Kaustootra investigación reciente ha marcado un nuevo objetivo: Los científicos indios han diseñado una célula solar perovskítica 2D-3D con eficiencia récord del 31,16%.
El panorama de la investigación sobre el tándem de protector solar se encuentra en todo el mundo. En Porcelanala Universidad Politécnica del Noroeste de Xi’an ha desarrollado uno Células terminales de cuatro términos de perovskita-semi-trasplier en tándemque usa una capa protectora en Óxido indio (in₂o₃) Para mejorar la eficiencia y la durabilidad. A Taiwáncientíficos deAcademia Sinica han alcanzado una eficiencia del 31.5% con una célula tándem con dos terminales (2t)abriendo el camino hacia una futura industrialización de la tecnología.
Actualmente, el registro de eficiencia para Celle tandem Perovskite-silicio está en manos de la compañía china Longique llegó al 34.6% En 2023. Sin embargo, la investigación no se detiene: según los expertos del Fraunhofer iseel límite teórico de eficiencia para las células en tándem podría subir a 39.5%siempre que desarrolle nuevas arquitecturas y más materiales de rendimiento.
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