Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha desarrollado un método para imprimir una capa protectora de óxido de cobre sobre células solares de perovskita-silicio, llamada a ser la nueva generación de células fotovoltaicas. Gracias a este nuevo recubrimiento, el dispositivo podría alcanzar hasta un 35% de eficiencia.
La energía fotovoltaica, o células solares, funciona absorbiendo la luz solar para producir electricidad limpia. Pero la energía fotovoltaica solo puede absorber una fracción del espectro solar, lo que limita su eficiencia. La eficiencia típica de un panel solar es solo del 18-20%.
Los investigadores han estado buscando una forma de superar este límite de eficiencia con un enfoque que sea rentable y que se pueda utilizar en todo el mundo. Recientemente, los investigadores han comenzado a desarrollar células solares en tándem al apilar dos células solares, absorbiendo partes complementarias del espectro solar, una encima de la otra. La más prometedora de estas células solares en tándem es un dispositivo de perovskita apilado en un dispositivo de silicio.
Nuevas células solares
Casi todas las células solares comerciales están hechas de silicio, pero las perovskitas de haluro son un nuevo tipo de material que rápidamente han logrado eficiencias comparables al silicio. Las perovskitas absorben la luz visible, mientras que el silicio absorbe la luz del infrarrojo cercano: una célula solar en tándem de perovskita-silicio podría alcanzar de manera realista una eficiencia del 35% en la próxima década.
Sin embargo, el desafío con estas células solares en tándem es que el electrodo que cubre la célula solar de perovskita debe ser transparente y este electrodo transparente se deposita mediante procesos de alta energía que dañan la perovskita.
Capa protectora de óxido de cobre
Un equipo de investigadores del Departamento de Ciencia y Metalurgia de los Materiales de Cambridge, dirigido por la profesora Judith Driscoll y el Dr. Robert Hoye, que trabajan con el Imperial College de Londres y el Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur, han desarrollado un método para imprimir una capa protectora de óxido de cobre sobre el dispositivo de perovskita.
Estos científicos han demostrado que solo un recubrimiento de 3 nanómetros de espesor es suficiente para evitar cualquier daño a la perovskita después de depositar el electrodo superior transparente. Estos dispositivos alcanzan una eficiencia del 24,4% en conjunto con una celda de silicio.
La clave del éxito de este método es su capacidad de crecimiento de óxidos para replicar la calidad de técnicas precisas basadas en el vacío, pero al aire libre y de manera mucho más rápida. Esto minimiza cualquier daño a la perovskita cuando se recubre con el óxido, al tiempo que garantiza que el óxido producido tenga una alta densidad, por lo que solo se necesita una capa muy delgada para proteger completamente la perovskita. Esta impresora de óxido a base de vapor tiene el potencial de ampliarse a los estándares comerciales.