Revolución en energía solar: nuevo tratamiento molecular mejora células de perovskita y su durabilidad

MadridInvestigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong han descubierto una innovadora técnica para mejorar el rendimiento y la durabilidad de las células solares de perovskita. Utilizando un tratamiento especial con compuestos de amino-silano, lograron aumentar significativamente la calidad y eficiencia de estas células.

Las células solares de perovskita representan una tecnología innovadora para transformar la luz solar en electricidad. A diferencia de las células solares tradicionales basadas en silicio, las células de perovskita pueden absorber y convertir la luz de manera más eficiente gracias a su estructura cristalina única. Sin embargo, suelen sufrir problemas de estabilidad y defectos en el material. El equipo de HKUST desarrolló un proceso llamado pasivación, que ayuda a corregir estos defectos y mejora la estabilidad del material.

Los puntos clave de sus hallazgos incluyen:

• Uso de moléculas de la familia de los amino-silanos para la pasivación.
• Mejora en el rendimiento cuántico de fotoluminiscencia (PLQY), lo que indica menos defectos en el material.
• Alta tensión en circuito abierto y eficiencia en distintos anchos de banda.
• Durabilidad significativa, manteniendo un alto rendimiento después de 1,500 horas de prueba.

El equipo descubrió que el uso de varios tipos de aminas (primarias, secundarias y terciarias) y sus mezclas pueden mejorar significativamente la calidad de los films de perovskita. Emplearon métodos "ex situ" e "in situ" para estudiar cómo estas moléculas interactúan con las perovskitas y identificaron cuáles son las más efectivas en potenciar la PLQY. En resumen, menos defectos conducen a mayor eficiencia y durabilidad.

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Este nuevo método de pasivación no solo mejora el rendimiento, sino que también es compatible con los procesos de manufactura actuales. Es similar al proceso de imprimación con HMDS utilizado en la fabricación de semiconductores, lo que sugiere que se puede implementar fácilmente en la producción a gran escala.

Las pruebas de referencia demostraron que sus resultados están entre los mejores, con altos voltajes en circuito abierto y bajas pérdidas fotovoltaicas. Sus células de mayor rendimiento mantuvieron alta eficiencia y conversión de energía incluso después de prolongadas pruebas de envejecimiento. Esto es crucial porque preservar la eficiencia a lo largo del tiempo es fundamental para el éxito comercial.

Este método podría ayudar a desarrollar mejores células solares en tándem. Estas células tienen varias capas para absorber más luz solar. El tratamiento con amino-silano puede hacer que estas células sean más estables y eficientes, facilitando su uso a gran escala.

El trabajo del equipo con expertos de la Universidad de Oxford y la Universidad de Sheffield hace que sus hallazgos sean aún más relevantes y útiles. Este descubrimiento podría conducir a la producción de células solares de perovskita más duraderas, eficientes y asequibles, lo que mejoraría significativamente la tecnología de energía renovable.