Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur NUS ha establecido un nuevo récord en la eficiencia de conversión de energía de las células solares fabricadas con perovskita y materiales orgánicos. Este avance tecnológico allana el camino para soluciones flexibles, livianas y de bajo costo.y celdas fotovoltaicas ultradelgadas que son ideales para alimentar vehículos, botes, persianas y otras aplicaciones.
"Las tecnologías de energía limpia y renovable son extremadamente importantes para la reducción de carbono. Las celdas solares que convierten directamente la energía solar en electricidad se encuentran entre las tecnologías de energía limpia más prometedoras. La alta eficiencia de conversión de energía de las celdas solares es fundamental para generar más energía eléctrica usando unárea limitada y esto, a su vez, reduce el costo total de generar energía solar", explicó el investigador principal, el joven profesor presidencial Hou Yi, quien pertenece al Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la NUS y también dirige un "proyecto solar de unión múltiple basado en perovskita".Grupo de células" en el Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur en NUS.
"La principal motivación de este estudio es mejorar la eficiencia de conversión de energía de las células solares en tándem de perovskita/orgánicas. En nuestro último trabajo, hemos demostrado una eficiencia de conversión de energía del 23,6%; este es el mejor rendimiento para este tipo decélulas solares hasta la fecha", agregó el Dr. Chen Wei, investigador del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular de la NUS y primer autor de este trabajo.
Este logro es un salto significativo con respecto a la tasa de conversión de energía actual de alrededor del 20 % informada por otros estudios sobre células solares en tándem orgánicas/perovskita, y se acerca a la tasa de conversión de energía del 26,7 % de las células solares de silicio, que es la tecnología solar dominanteen el mercado solar fotovoltaico PV actual.
Esta innovación fue publicada en Energía de la naturaleza el 20 de enero de 2022. La investigación se realizó en colaboración con científicos de la Universidad de Hong Kong y la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur.
Nuevas tendencias en el mundo solar
La tecnología de celdas solares ha logrado un tremendo crecimiento en los últimos años como fuente de energía sostenible. La confiabilidad, la eficiencia, la durabilidad y el precio de las celdas solares tienen un impacto crucial en el potencial comercial y la implementación a gran escala de proyectos de energía solar en todo el mundo.
Las celdas solares convencionales que se utilizan en las plantas de energía solar se basan en una arquitectura de unión única. La eficiencia práctica de conversión de energía de las celdas solares de unión única se limita a alrededor del 27 % en la producción industrial. Ampliar las fronteras de la producción de energía solarrequerirá soluciones novedosas para que las células solares funcionen mejor en la conversión de energía.
Para aumentar la eficiencia de conversión de energía de las celdas solares por encima del 30 %, se requieren pilas de dos o más capas absorbentes celdas de unión múltiple. Celdas solares en tándem, que se fabrican con dos tipos diferentes de materiales fotovoltaicos,es un área candente de investigación.
En su último proyecto, el profesor asistente Hou y su equipo abren nuevos caminos en el campo de las células solares en tándem de perovskita/orgánicas. Su descubrimiento abre la puerta a las células solares en tándem de película delgada que son livianas y flexibles, que podrían tener ampliasdiversas aplicaciones, como persianas, vehículos, barcos y otros dispositivos móviles que funcionan con energía solar.
Gran avance en la eficiencia de conversión de energía
Una celda solar en tándem consta de dos o más subceldas conectadas eléctricamente mediante capas de interconexión ICL. La ICL desempeña un papel fundamental en la determinación del rendimiento y la reproducibilidad de un dispositivo. Una ICL efectiva debe ser químicamente inerte, eléctricamente conductora y ópticamente transparente.
Aunque las células solares en tándem de perovskita/orgánicas son atractivas para la energía fotovoltaica de película delgada de última generación, su eficiencia va a la zaga de otros tipos de células solares en tándem. Para hacer frente a este desafío tecnológico, el profesor adjunto Hou y su equipo desarrollaron una ICL novedosa y eficaz quereduce las pérdidas de voltaje, ópticas y eléctricas dentro de la celda solar en tándem. Esta innovación mejora significativamente la eficiencia de las celdas solares en tándem de perovskita/orgánica, logrando una tasa de conversión de energía del 23,6 %.
"Nuestro estudio muestra el gran potencial de las células solares en tándem basadas en perovskita para futuras aplicaciones comerciales de la tecnología fotovoltaica. Sobre la base de nuestro nuevo descubrimiento, esperamos mejorar aún más el rendimiento de nuestras células solares en tándem y ampliar esta tecnología", dijoProfesor adjunto Hou.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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