Un grupo de científicos de la Universidad de Zhejiang, en China, ha desarrollado una célula solaren en tándem de perovskita-silicio que emplea sustratos de silicio texturizados para mejorar la ingeniería de interfaz entre el dispositivo superior de perovskita y la célula inferior de silicio.
La arquitectura propuesta utiliza contactos submicrométricos basados en nanósferas de sílice (SiOX) para regular sustratos de silicio que presentan pirámides similares a témpanos en la célula superior de perovskita, lo que representa un desafío para la producción comercial en procesos fotovoltaicos estándar.
“El silicio texturizado industrialmente (ITS, por sus iniciales en inglés), con pirámides de tamaño micrométrico, ofrece una solución más atractiva y de menor costo”, señalaron los investigadores. “Estos sustratos pueden producirse directamente dentro de los procesos existentes de fabricación de células de silicio, lo que garantiza escalabilidad y compatibilidad con las prácticas industriales consolidadas. Además, la superficie texturizada industrialmente mejora la captura de luz, lo que potencialmente incrementa la eficiencia de las células solares tándem”.
Las nanósferas de SiOX se utilizaron para rellenar los valles de las pirámides de silicio, lo que, según se informa, mejora la cobertura de las monocapas autoensambladas (SAM) de la célula y permite un depósito de perovskita “más eficaz”. En investigaciones anteriores, se había utilizado óxido de aluminio (Al₂O₃) o polimetilmetacrilato (PMMA) para este fin. En comparación con estos dos compuestos, se afirma que el SiOX tiene la capacidad de asentarse en los valles de las pirámides de la superficie de silicio texturizado durante el proceso de recubrimiento por giro (spin-coating).
Posteriormente, los sustratos de silicio se recubrieron con una SAM compuesta por un ácido fosfónico conocido como 2PACz.
La célula superior de perovskita se construyó con un sustrato de óxido de indio y estaño (ITO) y la SAM propuesta, un absorbedor de perovskita, una capa intermedia de óxido de estaño (IV) (SnO₂), una capa de transporte de electrones de buckminsterfullereno (C₆₀), un contacto posterior transparente de óxido de indio y zinc (IZO) y un contacto metálico de plata (Ag).
Probada bajo condiciones estándar de iluminación, la célula tándem de 1 cm² alcanzó una eficiencia de conversión de energía del 33,15 %, que los científicos describieron como la mayor eficiencia reportada hasta la fecha para células solares tándem monolíticas de perovskita-silicio que utilizan ITS.
“Cabe señalar que encontramos que la interfaz enterrada de perovskitas en el fondo de los valles de las pirámides estaba reforzada en las tándem, mostrando una estabilidad superior en comparación con las tándem con silicio texturizado submicrométrico (STS)”, destacaron los académicos, señalando que la célula también mantuvo el 91,7 % de su eficiencia inicial después de 1.000 h, mientras que su contraparte STS retuvo solo el 78,4 %.
La configuración del dispositivo se presentó en el estudio «Iceberg-like pyramids in industrially textured silicon enabled 33% efficient perovskite-silicon tandem solar cells» (Pirámides con forma de iceberg en silicio texturizado industrialmente permitieron la creación de células solares en tándem de perovskita-silicio con una eficiencia del 33 %), publicado en Nature Communications.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.