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Descubra cómo un innovador tándem de células solares ha superado las limitaciones tradicionales
Un nuevo tándem de células solares, resultado de la colaboración entre equipos de la Universidad de Potsdam y la Academia de Ciencias de China, logró recientemente una eficiencia del 25,7%, allanando el camino para un nuevo estándar en tecnología solar. Este logro representa un paso significativo hacia el objetivo de mejorar la eficiencia de las células solares para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, un objetivo central en la investigación en esta área.
La combinación de materiales que absorben selectivamente diferentes longitudes de onda de la luz solar es una estrategia bien establecida para maximizar el uso de la energía solar y aumentar la eficiencia general de las células fotovoltaicas. Actualmente, las piezas que mejor absorben la luz solar están fabricadas en su mayoría con materiales tradicionales como el silicio o el CIGS (seleniuro de cobre, galio e indio). Sin embargo, estos materiales requieren procesos de fabricación a alta temperatura, lo que genera una huella de carbono relativamente alta.
Rappresentazione schematica dell’impianto di cella solare tandem perovskite-organico.
Felix Lang
Representación esquemática de la configuración de una célula solar en tándem orgánica de perovskita.
Félix Lang
Para superar estas limitaciones, un equipo de investigadores de la Universidad de Potsdam y la Academia de Ciencias de China desarrolló un tándem de células solares que combina perovskita y células solares orgánicas, ambas procesadas a bajas temperaturas con una pequeña huella de carbono. Esta innovadora combinación permitió alcanzar una eficiencia récord del 25,7%.
El equipo de investigación, formado por el físico Dr. Felix Lang de la Universidad de Potsdam, el profesor Lei Meng y el profesor Yongfang Li de la Academia China de Ciencias en Beijing, publicó recientemente detalles de su trabajo en Nature. Lang destacó el desafío que supone alcanzar un nivel tan alto de eficiencia y explicó que fue posible gracias a la combinación de dos descubrimientos importantes.
En primer lugar, Meng y Li desarrollaron una nueva célula solar orgánica que puede absorber longitudes de onda rojas e infrarrojas, ampliando así su capacidad de absorción al infrarrojo. Sin embargo, los tándems de células solares estaban limitados por las pérdidas de eficiencia de la capa de perovskita, que mostraba una mayor ineficiencia cuando se sintonizaba para absorber sólo las partes azul y verde del espectro solar.
Para resolver este problema, el equipo introdujo una innovadora capa de pasivación aplicada a la perovskita, reduciendo los defectos del material y mejorando el rendimiento general de la célula solar. Este enfoque ha demostrado ser fundamental para lograr una eficiencia del 25,7% y podría abrir nuevas perspectivas en el campo de las tecnologías solares.
El trabajo de los investigadores quedó documentado en el estudio titulado «Pasivación isomérica con diamonio para células solares en tándem orgánicas de perovskita», publicado en Nature el 14 de octubre de 2024, y representa una importante contribución a la investigación en el sector de las energías renovables.
Felix Lang y Guorui He con células solares OPV de perovskita.
C. Te Vanichangkul
