Las células solares de perovskita son una alternativa a las células solares de silicio convencionales, y están preparadas para superar al mercado con sus altas eficiencias de conversión de energía más del 22% ahora y menores gastos de capital y costos de fabricación. Pero uno de los mayores obstáculos en esteel camino es la estabilidad: para ser comercialmente viables, las células solares de perovskita también deben ser capaces de mantener su eficiencia con el tiempo, lo que significa que no deben degradarse significativamente durante 25 años de servicio.
"Como una aproximación de primer orden, estamos hablando de la estabilidad de varios años para las células solares de perovskita más estables", dice Konrad Domanksi, primer autor del artículo. "Todavía necesitamos un aumento de un orden de magnitud para alcanzarlas estabilidades de las células de silicio "
Si bien los esfuerzos de investigación se realizan continuamente para mejorar la estabilidad de la perovskita, la comunidad se ve obstaculizada por el hecho de que no hay estándares generales por los cuales los científicos puedan medir la estabilidad de las células solares de perovskita. En consecuencia, los resultados provenientes de diferentes laboratorios y compañías no puedense pueden comparar fácilmente entre sí. Y aunque se han desarrollado estándares de medición de estabilidad dedicados para otras tecnologías fotovoltaicas, deben adaptarse para las células solares de perovskita, que muestran nuevos tipos de comportamiento.
Ahora, los laboratorios de Michael Grätzel y Anders Hagfeldt en EPFL han llevado a cabo un estudio que propone estandarizar las mediciones de la estabilidad de las células solares de perovskita en todo el campo. Los investigadores investigaron los efectos de diferentes factores ambientales en el envejecimiento de la perovskita solarcélulas, observando el impacto de la iluminación luz a nivel de luz solar, temperatura, carga atmosférica, eléctrica y probando una serie sistemática de combinaciones de estos.
"Diseñamos y construimos un sistema dedicado para llevar a cabo este estudio", dice Domanski. "Es lo último en tecnología para medir la estabilidad de las células solares; podemos variar la intensidad de la luz sobre las muestras y controlar la temperatura, la atmósferaetc. Cargamos las muestras, programamos los experimentos y los datos se trazan automáticamente ".
El estudio muestra cómo ciertos comportamientos específicos de las células solares de perovskita pueden distorsionar los resultados de los experimentos. Por ejemplo, cuando las células se dejan en la oscuridad, pueden recuperar algunas de las pérdidas causadas por la iluminación y "comenzar de nuevo en la mañana"."Como las células solares experimentan ciclos diurnos y nocturnos, esto tiene implicaciones importantes sobre cómo definimos que una célula solar se degrada en primer lugar. También cambia nuestra percepción sobre las métricas utilizadas por la industria para describir la vida útil de las células solares".
"El trabajo puede sentar las bases para estandarizar el envejecimiento de las células solares de perovskita", dice Wolfgang Tress, último autor del artículo. "El campo puede usarlo para desarrollar métricas de estabilidad objetivas y comparables, al igual que ahora se usa el poder estabilizado comoherramienta estándar para evaluar la eficiencia de conversión de energía en las células solares de perovskita. Más importante aún, aislar sistemáticamente factores de degradación específicos nos ayudará a comprender mejor la degradación de las células solares de perovskita y mejorar sus vidas ".
"No estamos tratando de imponer estándares a la comunidad", dice Domanski. "Más bien, al estar a la vanguardia de las células solares de perovskita y su investigación de estabilidad, tratamos de liderar con el ejemplo y estimular la discusión sobre cómo deberían verse estos estándares"Creemos firmemente que se adoptarán protocolos específicos por consenso, y que se formarán grupos de acción dedicados que involucren a una amplia gama de investigadores para este propósito".
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Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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