Un grupo de investigadores de La Universidad Autónoma de Querétaro en México ha desarrollado un nuevo tipo de célula solar de perovskita con gran eficacia y respeto al medio ambiente.
Con la llegada de de células solares de perovskita de haluro de plomo por primera vez indicadores de resultados conversión de energía solar del 25-29%. Sin embargo, una serie de problemas, como la inestabilidad, la vulnerabilidad al calor, la luz y la humedad, y la toxicidad del plomo, han impedido la ampliación de la tecnología. Para superar estas limitaciones, investigadores de México han propuesto perovskitas de calcogenuro, en particular, SrHfSe3 , que proporcionan estabilidad química, capacidad de absorción de luz «ajuste», alto coeficiente de absorción de fotones y mayor movilidad de las cargas positivas de tipo p.
La nueva célula solar se creó a partir de varias capas de distintos materiales. Inicialmente, se eligió la molibdenita como una de las capas conductoras de corriente. Además de ella, se probaron otros 40 materiales, desde semiconductores clásicos hasta nanopelículas de última generación.
En el estudio, los investigadores utilizaron la herramienta de modelización SCAPS-1D desarrollada por Mark Burgelman, científico de la Universidad de Gante, y modelizaron 1627 variaciones de células solares en condiciones lo más parecidas posibles a las reales. Los científicos intentaron optimizar al máximo parámetros clave como densidad del absorbedor aceptor, densidad del defecto, espesor y funciones operativas del contacto posterior. Las optimizaciones han permitido mejorar absorción de la luz, la tecnología está diseñada para minimizar las pérdidas por recombinación, aumentar el potencial incorporado y mejorar las características de transferencia de carga.
Entre las configuraciones modeladas, tres materiales demostraron la mayor eficacia como capas conductoras: SnS, CPE-K y Ti2 CO2 alcanzando eficiencias del 27,87%, 27,39% y 26,30% respectivamente.
Los investigadores explican que las mejoras se debieron principalmente a mayores densidades de corriente de cortocircuito, mayor desdoblamiento cuasi-Fermi, mejor generación de portadores, campos eléctricos internos más intensos, mejor QE y longitud de difusión. Los científicos subrayan que ofrecen una alternativa fiable, estable y, lo que es más importante, respetuosa con el medio ambiente a las perovskitas convencionales.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Solar Energy Materials and Solar Cells
Fuente: TechXplore