Eficiencia récord mundial de saltos de células solares en tándem de silicio perovskita a 29.15%

- Jan 31, 2020-

Fuente: eurekalert.org


World Record Efficiency Of Perovskite Silicon Tandem Solar Cell Jumps To 29.15%


Mientras que el silicio convierte principalmente las porciones rojas de la luz solar en electricidad, los compuestos de perovskita utilizan principalmente las porciones azules del espectro. Una celda solar en tándem hecha de silicio y perovskita apiladas logra así una eficiencia significativamente mayor que cada celda individual por sí sola.


El profesor Bernd Stannowski del Instituto HZB PVcomB y el profesor Steve Albrecht, que dirige un Grupo de Jóvenes Investigadores de Helmholtz (YIG) en HZB, ya han establecido conjuntamente nuevos récords para células solares en tándem monolíticas en varias ocasiones. A finales de 2018, el equipo presentó una célula solar en tándem hecha de silicio con una perovskita de haluro metálico que alcanzó una eficiencia del 25,5 por ciento. Luego Oxford Photovoltaics Ltd. anunció un valor del 28 por ciento.


Ahora el equipo de HZB puede informar el próximo registro. El valor del 29,15 por ciento ha sido certificado por el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar (ISE) el viernes 24 de enero y ahora aparece en las listas del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), EE. UU. El gráfico NREL ha estado rastreando los crecientes niveles de eficiencia para casi todos los tipos de células solares desde 1976. Los compuestos de perovskita solo se han incluido desde 2013, y la eficiencia de esta clase de material ha aumentado más que en cualquier otro material desde entonces.


"Desarrollamos una capa especial de contacto de electrodos para esta célula en colaboración con el grupo del profesor Vytautas Getautis (Universidad Tecnológica de Kaunas), y también mejoramos las capas intermedias", explican Eike Köhnen y Amran Al-Ashouri, estudiantes de doctorado en el grupo de Albrecht. La nueva capa de contacto con el electrodo también permitió mejorar la composición del compuesto de perovskita en el laboratorio HZB HySPRINT. Este compuesto ahora es más estable cuando se ilumina en la celda solar en tándem y mejora el equilibrio de las corrientes eléctricas aportadas por las celdas superior e inferior. La celda inferior de silicio proviene del grupo de Stannowski y presenta una capa superior especial de óxido de silicio para acoplar ópticamente las celdas superior e inferior.


Todos los procesos utilizados para realizar esta celda de un centímetro cuadrado también son adecuados en principio para grandes superficies. Ampliar con la ayuda de procesos de deposición al vacío es muy prometedor, como ya lo han demostrado las pruebas iniciales.


El límite de eficiencia práctica realista para las células en tándem hechas de silicio y perovskita es de aproximadamente el 35 por ciento. Luego, el equipo de HZB quiere romper la barrera de eficiencia del 30 por ciento. Albrecht explica que las ideas iniciales para esto ya están en discusión.