Investigadores de la Universidad de Swansea han desarrollado un módulo solar de perovskita del tamaño de una hoja de papel A4, que es casi seis veces más grande que los módulos de 10x10 cm2 de ese tipo reportados anteriormente, utilizando técnicas de impresión simples y de bajo costo.
El avance muestra que la tecnología funciona a mayor escala, no solo en el laboratorio, que es crucial para alentar a la industria a adoptarla.
Cada una de las muchas células individuales que forman el módulo está hecha de perovskita, un material de creciente interés para los investigadores solares, ya que se puede fabricar de manera más fácil y económica que el silicio, el material más comúnmente utilizado para las células solares.
Las células solares de perovskita también han demostrado ser muy eficientes, con puntuaciones de eficiencia de conversión de energía PCE, la cantidad de luz que incide en una célula que convierte en electricidad, de hasta un 22% en pequeñas muestras de laboratorio.
El equipo trabaja para el Centro de Conocimiento e Innovación ESPECÍFICO dirigido por la Universidad de Swansea. Usaron un tipo de celda existente, una Celda Solar de Perovskita de Carbono C-PSC, hecha de diferentes capas - titania, zirconia y carbono en la parte superior -- que son todos imprimibles.
Aunque su eficiencia es menor que la de otros tipos de células de perovskita, las C-PSC no se degradan tan rápidamente, ya que han demostrado una operación estable de más de 1 año bajo iluminación.
El avance del equipo de Swansea proviene de la optimización del proceso de impresión en sustratos de vidrio del tamaño de una hoja de papel A4. Se aseguraron de que las capas estampadas estuvieran perfectamente alineadas mediante un método llamado registro, muy conocido en la industria de la impresión.
Todo el proceso de fabricación se llevó a cabo en el aire, en condiciones ambientales, sin requerir los costosos procesos de alto vacío necesarios para la fabricación de silicio.
El equipo de Swansea logró un buen desempeño para sus módulos :
- hasta 6,3% de eficiencia de conversión de energía PCE cuando se evalúa con el estándar "1 sol", es decir, luz solar simulada completa. Este es el líder mundial para un dispositivo C-PSC de este tamaño.
- 11% PCE a 200 lux, aproximadamente equivalente a los niveles de luz en una sala de estar promedio
- 18% PCE a 1000 lux, lo que equivale a niveles de luz en un supermercado promedio.
Las clasificaciones de alta eficiencia en condiciones de iluminación interior demuestran que esta tecnología tiene potencial no solo para la generación de energía en exteriores, sino también para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como teléfonos inteligentes y sensores, en interiores.
La Dra. Francesca De Rossi, becaria de transferencia de tecnología en el Centro SPECIFIC de Innovación y Conocimiento de la Universidad de Swansea, dijo :
"Nuestro trabajo muestra que las células solares de perovskita pueden ofrecer un buen rendimiento incluso cuando se producen a una escala mayor que la informada hasta ahora dentro de la comunidad científica. Esto es vital para que la fabricación sea económica y atractiva para la industria.
La clave de nuestro éxito fue el proceso de serigrafía. Optimizamos esto para evitar defectos causados por la impresión de áreas tan grandes. El registro preciso de las capas y el patrón de la capa de bloqueo ayudaron a mejorar las conexiones entre las celdas, aumentando el rendimiento general.
Todavía hay más trabajo por hacer, por ejemplo, para aumentar el área activa, el porcentaje de la superficie del sustrato que se utiliza realmente para producir energía. Ya estamos trabajando en ello.
Pero este es un avance importante de nuestro equipo, que puede ayudar a allanar el camino para la próxima generación de células solares ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Swansea . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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