Las células solares en tándem hechas de compuestos de perovskita de haluro metálico y de silicio pueden convertir una porción particularmente grande del espectro solar en energía eléctrica. Sin embargo, parte de la luz se refleja y, por lo tanto, se pierde para fines de conversión de energía. Usando nanoestructuras, la reflexiónse puede reducir significativamente asegurando que la célula solar capture más luz. Por ejemplo, las microfeaturas en forma de pirámide se pueden grabar en silicio. Sin embargo, estas características causan aspereza microscópica en la superficie del silicio, por lo que ya no es adecuado como sustrato para depositar extremadamentecapas de perovskita delgadas. Esto se debe a que las perovskitas se depositan normalmente en una oblea pulida usando el procesamiento de la solución para formar una película extremadamente delgada, mucho más delgada que las características piramidales. Por lo tanto, una capa superficial de silicio rugosa evita la formación de una capa de conformación uniforme.
Eficiencia mejorada de 23,4% a 25,5%
Un equipo dirigido por el físico HZB Steve Albrecht ha investigado un enfoque alternativo de gestión de la luz con texturas en células solares en tándem. El equipo fabricó un dispositivo eficiente de perovskita / tándem de silicio cuya capa de silicio se grabó en la parte posterior. La capa de perovskita podríase aplicará recubriendo la parte frontal lisa del silicio. Posteriormente, el equipo aplicó una lámina de gestión de luz de polímero LM en la parte frontal del dispositivo. Esto permitió el procesamiento de una película de perovskita de alta calidad en una superficie plana,sin dejar de beneficiarse de la textura frontal ". De esta manera, logramos mejorar considerablemente la eficiencia de una célula tándem de perovskita-silicio monolítica de 23.4% a 25.5%", dice Marko Jošt, primer autor del estudio y postdoctoral.compañero en el equipo de Albrecht.
El modelo numérico muestra la posibilidad de hasta 32.5%
Además, Jošt y sus colegas han desarrollado un modelo numérico sofisticado para funciones 3D complejas y su interacción con la luz. Esto permitió al equipo calcular cómo los diferentes diseños de dispositivos con texturas en varias interfaces afectan la eficiencia ". Basado en estas simulaciones complejas y empíricasdatos, creemos que se puede lograr de manera realista una eficiencia del 32.5%, si logramos incorporar perovskitas de alta calidad con una brecha de banda de 1.66 eV ", dice Jošt.
Adecuado para construir PV integrado
Y el líder del equipo Steve Albrecht agrega: "Con base en datos del clima real, pudimos calcular el rendimiento de energía en el transcurso de un año, para los diferentes diseños de celdas y para tres ubicaciones diferentes". Además, las simulaciones muestranque la lámina LM en la parte frontal del dispositivo de células solares es particularmente ventajosa bajo irradiación de luz difusa, es decir, no solo bajo luz perpendicularmente incidente. Por lo tanto, las células solares en tándem con la nueva lámina LM también podrían ser adecuadas para su incorporación en sistemas fotovoltaicos integrados en edificiosBIPV, abriendo enormes áreas nuevas para la generación de energía a partir de grandes fachadas de rascacielos.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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