Son flexibles, baratos de producir y fáciles de fabricar, por eso las perovskitas son el material nuevo más popular en el diseño de células solares. Y ahora, los ingenieros de la Universidad Australiana de Nueva Gales del Sur en Sídney han destruido el mundo del nuevo compuesto de modaregistro de eficiencia.
Hablando en la Conferencia de Investigación Solar de Asia-Pacífico en Canberra el viernes 2 de diciembre, Anita Ho-Baillie, investigadora principal del Centro Australiano de Energía Fotovoltaica Avanzada ACAP, anunció que su equipo en UNSW ha alcanzado la calificación de eficiencia más altacon las células solares de perovskita más grandes hasta la fecha.
El índice de eficiencia del 12.1% fue para 16 cm 2 célula solar de perovskita, la célula fotovoltaica de perovskita más grande certificada con la mayor eficiencia de conversión de energía, y fue confirmada de forma independiente por el centro internacional de pruebas Newport Corp, en Bozeman, Montana. La nueva célula es al menos 10 veces más grande que la certificación actualcélulas solares de perovskita de alta eficiencia registradas.
Su equipo también ha logrado una calificación de eficiencia del 18% en un 1,2 cm 2 célula de perovskita individual, y un 11.5% para un 16 cm 2 mini módulo de cuatro celdas de perovskita, ambos certificados independientemente por Newport.
"Esta es un área de investigación muy candente, con muchos equipos compitiendo para avanzar en el diseño fotovoltaico", dijo Ho-Baillie. "Las perovskitas salieron de la nada en 2009, con una calificación de eficiencia del 3,8%, y desde entonces han crecido a pasos agigantados".y límites. Estos resultados colocan a UNSW entre los mejores grupos del mundo que producen células solares de perovskita de alto rendimiento de última generación. Y creo que podemos llegar al 24% en aproximadamente un año ".
Perovskite es un compuesto estructurado, donde un material híbrido orgánico-inorgánico a base de plomo o haluro de estaño actúa como la capa activa de recolección de luz. Son la tecnología solar que avanza más rápido hasta la fecha y son atractivas porque el compuesto es barato paraproducir y simple de fabricar, e incluso se puede rociar sobre superficies.
"La versatilidad de la deposición en solución de perovskita hace posible aplicar con spray, imprimir o pintar sobre células solares", dijo Ho-Baillie. "La diversidad de composiciones químicas también permite que las células sean transparentes o estén hechas de diferentes colores. Imaginepoder cubrir todas las superficies de edificios, dispositivos y automóviles con células solares "
La mayoría de las células solares comerciales del mundo están hechas de un cristal de silicio refinado y altamente purificado y, al igual que las células de silicio comerciales más eficientes conocidas como células PERC e inventadas en UNSW, deben hornearse a más de 800 ° C en múltiples niveles-pasos de temperatura. Las perovskitas, por otro lado, se fabrican a bajas temperaturas y 200 veces más delgadas que las células de silicio.
Pero aunque las perovskitas son muy prometedoras para la energía solar rentable, actualmente son propensas a fluctuaciones de temperatura y humedad, lo que hace que duren solo unos pocos meses sin protección. Junto con todos los demás equipos del mundo, Ho-Baillie's está tratando deextienda su durabilidad. Gracias a lo que los ingenieros aprendieron de más de 40 años de trabajo con capas de silicio, están seguros de poder extender esto.
Sin embargo, hay muchas aplicaciones existentes en las que incluso las células solares desechables de bajo costo y alta eficiencia podrían ser atractivas, como el uso en respuesta a desastres, la carga de dispositivos y la iluminación en regiones pobres del mundo en electricidad. Las células solares de Perovskita también tienenla relación potencia / peso más alta entre las tecnologías fotovoltaicas viables.
"Aprovecharemos las ventajas de las perovskitas y continuaremos abordando cuestiones importantes para la comercialización, como escalar a áreas más grandes y mejorar la durabilidad celular", dijo Martin Green, Director del ACAP y mentor de Ho-Baillie. El objetivo del proyecto eselevar la eficiencia de la célula solar de perovskita al 26%.
La investigación es parte de una colaboración respaldada por $ 3.6 millones en fondos a través de la iniciativa de 'excelencia solar' de la Agencia Australiana de Energía Renovable ARENA. El CEO de ARENA, Ivor Frischknecht, dijo que el logro demostró la importancia de apoyar las tecnologías de energía renovable en las primeras etapas: "EnEn el futuro, esta investigación y desarrollo líder en el mundo podría generar ganancias de eficiencia para los hogares y las empresas a través de la energía solar en la azotea, así como para grandes proyectos solares como los que están avanzando a través de la inversión de ARENA en energía solar a gran escala ".
Para hacer una célula solar de perovskita, los ingenieros cultivan cristales en una estructura conocida como 'perovskita', llamada así por Lev Perovski, el mineralogista ruso que la descubrió. Primero disuelven una selección de compuestos en un líquido para hacer la 'tinta',luego deposítelo en un vidrio especializado que pueda conducir electricidad. Cuando la tinta se seque, deja una película delgada que cristaliza en la parte superior del vidrio cuando se aplica calor suave, lo que da como resultado una capa delgada de cristales de perovskita.
La parte difícil es hacer crecer una película delgada de cristales de perovskita para que la célula solar resultante absorba una cantidad máxima de luz. En todo el mundo, los ingenieros están trabajando para crear capas lisas y regulares de perovskita con grandes tamaños de grano de cristal para aumentar los rendimientos fotovoltaicos.
Ho-Baillie, quien obtuvo su doctorado en la UNSW en 2004, es un ex ingeniero jefe de Solar Sailor, una compañía australiana que integra celdas solares en transbordadores marinos comerciales diseñados específicamente que actualmente navegan por vías fluviales en Sydney, Shanghai y Hong Kong.
El Centro Australiano para Fotovoltaica Avanzada es una colaboración de investigación nacional con sede en UNSW, cuyos socios son la Universidad de Queensland, la Universidad de Monash, la Universidad Nacional de Australia, la Universidad de Melbourne y el buque insignia de fabricación de CSIRO. La colaboración es financiada por un anualsubvención de ARENA, y sus socios incluyen la Universidad Estatal de Arizona, Suntech Power y Trina Solar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Original escrito por Wilson da Silva. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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