Nuevo material aumenta la eficiencia de los paneles solares impresos y de bajo coste

La eficiencia de los células de perovskita con una capa de ferroceno añadida puede alcanzar el 25%, acercándose a la eficiencia de las células de silicio tradicionales.

Un nuevo material desarrollado por investigadores del Imperial College London (ICL) podría reducir drásticamente el coste de las células solares de perovskita.

«El sol es la fuente de energía renovable más abundante del planeta. Nuestra investigación propone aprovechar este potencial mediante el desarrollo de células solares. Esto puede lograrse, por ejemplo, mediante la creación de nuevas células que utilicen polímeros de pequeñas moléculas de colorante para absorber la luz y convertirla en electricidad, o mediante el diseño de sistemas que imiten la fotosíntesis, a través de nuestro programa multidisciplinario de ‘hojas artificiales'», escriben los investigadores.

Las células solares tradicionales se fabrican con silicio, que tiene una buena eficiencia y estabilidad, pero es relativamente caro de fabricar y sólo se puede producir en paneles rígidos.

Las células solares de perovskita son una alternativa que puede imprimirse a partir de tintas, por lo que son de bajo coste, alta eficiencia, delgadas, ligeras y flexibles. Sin embargo, han quedado por detrás de las células solares de silicio en cuanto a eficiencia y son propensas a romperse en condiciones ambientales normales. Los nuevos materiales que contienen metales, llamados ferrocenos, podrían ayudar a paliar muchos de estos problemas.

El profesor Nicholas Long, coautor del estudio, afirma: «Las células de silicio son eficientes pero caras y necesitamos urgentemente nuevos dispositivos de energía solar para acelerar la transición a las energías renovables. Las células de perovskita, estables y eficientes, podrían permitir el uso de la energía solar en más aplicaciones, desde proveer de energía a los países en desarrollo hasta cargar una nueva generación de dispositivos portátiles».

La perovskita forma la capa «captadora de luz» de los dispositivos de células solares, pero es menos eficiente a la hora de convertir la energía solar en electricidad que las células solares basadas en el silicio, principalmente porque los electrones son menos «móviles», es decir, tienen menos capacidad para pasar de la capa captadora a las capas de conversión de electricidad.

Los ferrocenos son compuestos cuyo centro es el hierro, rodeado de anillos de carbono. Esta estructura permite que los electrones se desplacen con mayor facilidad desde la capa de perovskita a las siguientes, lo que mejora la eficacia de la conversión de la energía solar en electricidad.

En las pruebas realizadas por los investigadores, se demostró que la eficiencia de los dispositivos de perovskita con una capa de ferroceno añadida puede alcanzar el 25%, acercándose a la eficiencia de las células de silicio tradicionales.

La eficiencia y la estabilidad obtenidas gracias a la adición de una capa de ferroceno acercan estos dispositivos de perovskita a los estándares internacionales actuales de las células de silicio tradicionales.

El Imperial College London (ICL) destaca que su equipo es el primero que consigue elevar la célula solar de perovskita invertida a una eficiencia récord del 25%. ICL ha patentado el diseño y espera obtener una licencia para comercializar dispositivos de perovskita. Mientras tanto, están experimentando con diferentes diseños de ferroceno para mejorar aún más el rendimiento y la estabilidad de los dispositivos.



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