La estabilidad operativa del nuevo dispositivo de energía solar se mejora al utilizar óxido de estaño, material que tiene una excelente estabilidad térmica y se usaría en reemplazo de los materiales orgánicos tradicionales como el BCP y el fulereno.
En la City University de Hong Kong (CityUHK) se está haciendo historia en el campo de las energías renovables. Allí, los investigadores han desarrollado una nueva técnica de fabricación que mejora de modo sustancial las perspectivas de comercialización de células solares de perovskita que poseen una mayor estabilidad,eficiencia, confiabilidad y asequibilidad.
Publicada en la prestigiosa revista Science , la investigación es relevante porque muestra cómo la estructura simple del dispositivo que el equipo de CityUHK ha construido puede facilitar enormemente la producción industrial futura y mejorar la comercialización de células solares de perovskita.
“La simplificación del proceso de producción de células solares de perovskita y las mejoras logradas en la estabilidad, representan un importante avance para hacer que la energía solar sea mucho más accesible y asequible”, explicó el profesor Zhu Zonglong, miembro del Departamento de Química.
Dos innovaciones clave para la revolución energética renovable
En términos generales, el equipo de investigación de CityUHK está enfocado en el desarrollo de un nuevo tipo de célula solar que estiman será revolucionaria, y que puede convertir la luz solar en electricidad de un modo más eficiente y además, duraría más que las células solares actuales.
El equipo técnico ha diseñado dos innovaciones clave para crear la estructura de las células solares. La primera innovación ha sido la integración de los materiales selectivos de huecos y las diferentes capas de perovskita, lo que dio como resultado la simplificación del proceso de fabricación.
La segunda innovación es que ha hecho que la estabilidad operativa del dispositivo se mejore en gran medida gracias a la utilización de la capa de transporte de electrones inorgánico, el óxido de estaño, que posee una excelente estabilidad térmica en reemplazo de los materiales orgánicos usados tradicionalmente como el fulereno y el BCP.
Una solución solar rentable y sostenible
“La estructura revolucionaria que posee el nuevo dispositivo solar ofrece ventajas muy significativas y rentables para la industrialización”, destacó Gao Danpeng , co-autor del artículo científico y posdoctorado en la CityUHK. En líneas generales, el Dr. Gao detalló que esta solución reduce de modo eficaz el coste del material en el proceso de fabricación y simplifica los pasos de producción.
El estudio ha elaborado algunos datos prometedores. Según indica el profesor Zhu, el equipo técnico ha logrado eficiencias en relación a la conversión de energía superiores al 25 % optimizando en gran medida los defectos de vacancia de oxígeno dentro de la capa de óxido de estaño, y logrando mantener al mismo tiempo una eficiencia superior al 95 % luego de 2000 horas de funcionamiento constante en condiciones de prueba rigurosas.
Este rendimiento supera con creces la estabilidad de las células solares de perovskita de uso tradicional y cumple con varios de los parámetros de referencia que pide la industria en cuanto a la longevidad. Los resultados abren ampliamente el camino hacia células solares más eficientes y confiables, simplificando sus procesos de fabricación y haciendo que la producción de las células solares a gran escala sea mucho más rentable.
Implicancias del estudio
Según los expertos, este desarrollo en la investigación en el campo de las células solares podría tener un impacto notable en los mercados energéticos globales y ayudar en el aceleramiento del cambio hacia fuentes de energía renovables. El equipo de CityUHK, en la próxima fase del estudio se enfocará en aplicar esta estructura innovadora a módulos solares de perovskita de dimensiones más grandes, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia de esta tecnología.
“Con el potencial de ser implementado en sistemas de energía solar en un lapso de cinco años, este estudio es un paso clave para lograr una producción de energía más sostenible y amigable con el medio ambiente a nivel global”, añadió el profesor Zhu. Además, resaltó que esta investigación se realizó en estrecha colaboración con equipos del Imperial College de Londres y del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) lo que subraya el gran esfuerzo mundial por desarrollar nuevas soluciones energéticas sostenibles.