Los módulos solares en tándem de perovskita-silicio deben garantizar una tasa de degradación del 0,4%/año para competir con el silicio cristalino

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Investigadores de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí han esbozado una hoja de ruta para la comercialización de tecnologías solares en tándem de perovskita-silicio, en un esfuerzo por acelerar el desarrollo de lo que la industria y la investigación científica consideran el candidato más probable para representar la “próxima generación” de productos fotovoltaicos.

En el artículo “Pathways toward commercial perovskite/silicon tandem photovoltaics” (Caminos hacia la energía fotovoltaica comercial en tándem de perovskita/silicio), publicado recientemente en Science, los científicos explican que, para que los módulos solares en tándem de perovskita y silicio sean competitivos frente a sus homólogos PERC o TOPCon, tendrán que mostrar una eficiencia superior al 32%, y su coste de producción no debe ser un 30% superior al de los productos convencionales.

Para comparar el coste nivelado de la electricidad (LCOE), los expertos partieron de un ciclo de vida de 25 años y diferentes costes variables de los módulos. También constataron que los módulos de silicio perovskita deben garantizar una tasa de degradación relativa del 0,4% anual para ser competitivos frente a los paneles convencionales.

“Lo que queremos decir es que es fundamental conseguir tasas de degradación anuales muy por debajo del 1% relativo, ya que de lo contrario se necesitaría una eficiencia muy alta de los módulos para empezar. Así que trabajar en la estabilidad es de extrema importancia para conseguir un LCOE competitivo”, declaró el autor principal de la investigación, Stefaan De Woolf, a pv magazine, señalando que este valor pone de relieve la importancia y la urgencia de mejorar la estabilidad de la tecnología tándem perovskita-silicio.

El equipo de investigación señaló que los esfuerzos futuros deberán dedicarse especialmente a desarrollar ensayos específicos de degradación acelerada y pruebas en exteriores para predecir y evaluar con precisión el rendimiento sobre el terreno.

“Los autores sugieren realizar pruebas geográficas, similares a las de la medicina personalizada para células solares, con el fin de optimizar el rendimiento en lugares específicos”, afirma la KAUST en un comunicado. “Las células solares desplegadas deben tener una vida útil que dure décadas. En consecuencia, son necesarias pruebas que compriman años de desgaste en un plazo mucho más corto. Comprender los índices de degradación es crucial para fijar precios y garantías competitivos”.

La hoja de ruta propuesta describe las actuales configuraciones de células en tándem de perovskita-silicio y sus posibles avances, así como toda la tecnología utilizada para la deposición de la película de perovskita. También incluye información sobre el encapsulado de módulos y una visión general de los consorcios y empresas que desarrollan células solares monolíticas en tándem de perovskita/silicio.

“Se espera que el mercado de tándems de perovskita y silicio supere los 10.000 millones de dólares en una década”, afirma De Wolf. “En 2023, nuestro laboratorio comunicó dos récords mundiales de eficiencia de conversión de potencia, con cinco logrados a nivel mundial en el mismo año, lo que demuestra el rápido progreso de la tecnología de tándem de perovskita-silicio”.

En mayo, la KAUST logró una eficiencia de conversión de potencia del 33,7% para una célula solar de perovskita-silicio. Unos meses antes, había anunciado una eficiencia de conversión energética del 28,1% para una célula solar en tándem de perovskita-silicio basada en obleas de silicio texturizado. En agosto de 2022, declaró una eficiencia del 26,2% para un dispositivo fotovoltaico monolítico en tándem de perovskita-silicio.

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