Un equipo de químicos de la Universidad Tecnológica de Kaunas KTU, Lituania, junto con físicos del instituto científico Helmholtz Zentrum Berlin HZB, Alemania están ofreciendo un enfoque novedoso para la formación de capas selectivas en células solares de perovskita. La molécula, sintetizada por elLos químicos de KTU se ensamblan en una monocapa, que puede cubrir una variedad de superficies y puede funcionar como un material de transporte de agujeros en una célula solar de perovskita. En el proceso se están utilizando menos materiales y más baratos.
Las células solares basadas en Perovskita están avanzando rápidamente al frente de la energía fotovoltaica emergente, ya compitiendo en eficiencia contra tecnologías solares bien establecidas utilizadas en paneles solares en todo el mundo. Un paso importante hacia la producción en masa de estas células solares de nueva generación es el desarrollode capas de contacto selectivas eficientes que serían compatibles con la deposición de capas de perovskita en varios sustratos.
El recubrimiento por centrifugación y la deposición de vapor son los dos métodos principales que se utilizan actualmente para la formación de las capas en las células solares de perovskita. El recubrimiento por centrifugación implica el goteo de solución líquida en las superficies de rotación; durante el proceso se están utilizando grandes cantidades de materialperdido. La deposición de vapor necesita altas temperaturas y complejas tecnologías de vacío, además, no todas las moléculas son adecuadas para la evaporación.
los químicos de KTU han sintetizado una molécula ensamblándose en una monocapa, que puede cubrir de manera uniforme cualquier superficie de óxido, incluidas las superficies texturizadas de las células solares de silicio utilizadas en arquitecturas en tándem.
"No es un polímero, sino moléculas más pequeñas, y la monocapa formada a partir de ellas es muy delgada. Esto, y el hecho de que la monocapa se está formando al sumergir la superficie en la solución hace que este método sea mucho más barato que las alternativas existentes. También, la síntesis de nuestro compuesto es un proceso mucho más corto que el del polímero generalmente utilizado en la producción de células solares de perovskita ", dice Ernestas Kasparavičius, estudiante de doctorado en la Facultad de Tecnología Química de KTU.
El material sintetizado tuvo que ser probado. El equipo de físicos de HZB en Berlín, Alemania, dirigido por el Dr. Steve Albrecht, en colaboración con el estudiante de doctorado KTU Artiom Magomedov, utilizó con éxito este nuevo material como una capa de transporte de agujeros en las células solares de perovskita.
"En nuestro laboratorio en Kaunas estudiamos el uso de las moléculas autoorganizadas para formar la capa de electrodo tan delgada como 1-2 nm, cubriendo uniformemente toda la superficie. Durante mi pasantía en Berlín pude aplicar nuestro material yproducir un primer elemento solar funcional con solo un contacto selectivo de monocapa de espesor ", dice Magomedov, joven investigador de la Facultad de Tecnología Química de KTU.
El profesor Vytautas Getautis, quien es el jefe del grupo de investigación detrás de la invención y el supervisor de investigación de doctorado de Magomedov enfatiza el aporte de los jóvenes científicos: "Por lo general, es así que los investigadores experimentados están generando ideas y los jóvenes las están implementandoSin embargo, en este caso, los jóvenes investigadores han generado la idea y la han realizado en la producción de elementos solares ".
Usando la técnica de monocapa de autoensamblaje, no solo se logra un consumo de material extremadamente bajo, sino también una alta eficiencia: la eficiencia de conversión de energía del elemento fue cercana al 18%, que es excepcionalmente alta para una nueva tecnología.la monocapa se utiliza como capa de transporte de agujeros en las células de perovskita, no se necesitan aditivos para mejorar el rendimiento de las células. Esto podría mejorar significativamente la vida útil de los elementos. Tras el éxito inicial, los científicos de KTU están sintetizando nuevos materiales para la formación de monocapas.Ya las primeras pruebas de los materiales optimizados en HZB condujeron a celdas solares más del 21% eficientes.
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Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Kaunas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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