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Updated: Dec 27, 2025
Influence of Hybrid Perovskite Fabrication Methods on Film Formation, Electronic Structure, and Solar Cell Performance
Published on: February 27, 2017
Celdas solares en tándem eficientes con perovskita procesada en solución sobre silicio cristalino texturizado
Yi Hou1, Erkan Aydin2, Michele De Bastiani2
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto, Toronto, Ontario M5S 1A4, Canada.
Los investigadores desarrollaron células solares en tándem de perovskita y silicio de alta eficiencia al mejorar la recolección de carga y la estabilidad del material. Estas nuevas células solares en tándem lograron una eficiencia de conversión de energía certificada del 25,7%, superando los desafíos de integración anteriores.
Área de la Ciencia:
- Las instalaciones fotovoltaicas
- Ciencias de los materiales
- Energía renovable
Sus antecedentes:
- Las células solares de unión única se enfrentan a límites teóricos de eficiencia (límite de Shockley-Queisser).
- Las células solares de perovskita ofrecen altas eficiencias de unión única (> 20%) pero enfrentan desafíos en la integración monolítica con silicio.
- Las células solares en tándem, las células apiladas con diferentes espacios de banda, prometen mayores eficiencias.
Objetivo del estudio:
- Para desarrollar eficientes células solares monolíticas de perovskita y silicio en tándem.
- Para superar las limitaciones de recolección de carga en capas gruesas de perovskita.
- Mejorar la estabilidad y el rendimiento de los dispositivos en tándem de perovskita y silicio.
Principales métodos:
- Fabricación de tándems monolíticos que combinan las celdas superiores de perovskita procesadas en solución con las celdas inferiores de heterojunción de silicio texturizadas.
- Mejora del ancho de agotamiento en las bases de la pirámide de silicio para mejorar la recolección de cargas.
- Pasivación superficial de perovskitas utilizando 1-butanetiol para mejorar la longitud de difusión y suprimir la segregación de fase.
Principales resultados:
- Logró una eficiencia certificada de conversión de energía del 25,7% para las células solares en tándem de perovskita y silicio.
- Se ha demostrado una pérdida de rendimiento insignificante después de 400 horas de ensayo de estabilidad térmica a 85°C.
- Se ha mostrado una pérdida de rendimiento insignificante después de 400 horas de seguimiento del punto de máxima potencia a 40°C.
Conclusiones:
- Se demuestra la integración monolítica exitosa de perovskitas procesadas en solución con heterojunciones de silicio texturizadas.
- La recolección de carga mejorada y la estabilidad del material conducen a celdas solares en tándem de perovskita y silicio de alta eficiencia y durabilidad.
- Estos hallazgos allanan el camino para superar el límite de Shockley-Queisser en la fotovoltaica utilizando arquitecturas en tándem.
