La pasivación de la interfaz para las células solares en tándem de perovskita y silicio con una eficiencia del 31,25%

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Las células solares de silicio se enfrentan a límites teóricos de eficiencia de alrededor del 29%.
• Arquitecturas de dispositivos en tándem, apilar múltiples células solares, ofrecen un camino para superar estos límites mediante la mejora de la recolección de energía solar.
• Los diseños avanzados de dispositivos son cruciales para las tecnologías de energía solar de próxima generación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un dispositivo de células solares en tándem que combine perovskita y silicio para superar las limitaciones de eficiencia de las células de silicio tradicionales.
• Para mejorar la generación de fotocorriente en la celda inferior de silicio a través de un recubrimiento de perovskita conformal en pirámides micrométricas.
• Para mitigar las pérdidas de recombinación en la interfaz de contacto perovskita/electrón selectivo.

Principales métodos:

• Fabricación de una célula solar en tándem con una capa superior de perovskita recubierta conformemente en una célula inferior de silicio con pirámides micrométricas estándar de la industria.
• Utilización de un aditivo durante el procesamiento para controlar la cristalización de la perovskita.
• Utilizando el buckminsterfullereno (C60) como contacto selectivo de electrones.

Principales resultados:

• Demostración de una célula solar en tándem con una superficie activa de 1,17 cm2.
• Logró una eficiencia certificada de conversión de energía del 31,25%, superando el límite teórico de las células de silicio solamente.
• Regulación exitosa de la cristalización de la perovskita y reducción de las pérdidas de recombinación.

Conclusiones:

• La arquitectura desarrollada de células solares en tándem de perovskita y silicio supera efectivamente las limitaciones de eficiencia de las células de silicio de una sola unión.
• Controlar la cristalización de la perovskita y minimizar la recombinación de la interfaz es clave para lograr altas eficiencias de conversión de energía en dispositivos en tándem.
• Este trabajo demuestra un camino viable hacia la conversión de energía solar altamente eficiente utilizando tecnologías fotovoltaicas avanzadas en tándem.