Muchos grupos de investigación sobre perovskita, entre ellos, de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) d eArabia Saudí y del Instituto Fraunhofer de Sistemas Energéticos Solares (ISE) de Alemania, están estudiando formas de llevar a la producción en masa las células solares tándem de perovskita y silicio.
Hasta ahora, las células solares de perovskita y silicio se fabrican principalmente mediante el proceso de recubrimiento por centrifugación.
«El recubrimiento por centrifugación es ideal como técnica de laboratorio, ya que es muy flexible y permite probar rápidamente nuevos materiales, aditivos y parámetros de proceso. Sin embargo, no es adecuado para la producción a gran escala», afirma la Dra. Juliane Borchert, directora del grupo de materiales de perovskita e interfaces del Fraunhofer ISE. «Además, creemos que los conocimientos adquiridos sobre la dinámica del recubrimiento con cuchilla pueden transferirse al recubrimiento con boquilla ranurada, que es aún más adecuado para la escalabilidad», añade Borchert.
En un proyecto conjunto, investigadores de KAUST y del Fraunhofer ISE han sustituido el paso del recubrimiento rotativo en la producción de células solares tándem de perovskita y silicio. En su lugar, han combinado la evaporación y el recubrimiento con cuchilla (blade coating) para depositar las células solares de perovskita sobre células de silicio. Con este «proceso híbrido» han producido células solares tándem con eficiencias cercanas al 28%. Su resultado allana el camino para la producción industrial de esta nueva y prometedora tecnología celular.
«En un proceso híbrido de dos etapas, primero se vaporizan los materiales inorgánicos de perovskita y, a continuación, se aplican las perovskitas orgánicas mediante recubrimiento con cuchilla. De este modo, el proceso es adecuado para la producción a escala industrial», afirma Oussama Er-raji, doctorando y director de proyecto en Fraunhofer ISE.
Los científicos demostraron el funcionamiento de células solares tándem de perovskita y silicio completamente estructuradas con tensiones en vacío de más de 1900 milivoltios y rendimientos del 27,8%. Además, descubrieron que, a diferencia de las perovskitas recubiertas en una sola etapa, la velocidad de recubrimiento en el proceso híbrido de evaporación/recubrimiento con cuchilla no influye en el espesor de la perovskita, sino que se correlaciona con la velocidad de conversión de la perovskita, que fue decisiva para la optimización del absorbedor.
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