Celdas solares en tándem flexibles de perovskita y silicio con una eficiencia del 33,6%

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Física de los dispositivos

Sus antecedentes:

• Las células solares flexibles ofrecen potencial para aplicaciones únicas, pero luchan con la eficiencia, la durabilidad y la estabilidad.
• Las células solares en tándem de perovskita y silicio cristalino son prometedoras para una alta eficiencia, pero se enfrentan a desafíos en cuanto a flexibilidad y longevidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una célula solar en tándem flexible de perovskita y silicio cristalino con una alta eficiencia de conversión de energía (PCE) y resistencia mecánica.
• Investigar nuevos materiales y métodos de fabricación para mejorar la estabilidad y el rendimiento de las células solares en tándem flexibles.

Principales métodos:

• Fabricación de una célula solar en tándem de perovskita y silicio cristalino.
• Implementación de una capa de recombinación de óxido de indio (ICO:H) con depósito de plasma reactivo (RPD) y hidrógeno.
• Utilización de un electrodo transparente frontal de óxido de indio dopado con zinc recocido in situ.

Principales resultados:

• Logró una eficiencia de conversión de potencia (PCE) certificada del 33,6% con un voltaje de circuito abierto (V_oc) récord de 2,015 V.
• Se ha demostrado una excelente estabilidad mecánica, conservando el 91% de la PCE inicial después de 5.000 ciclos de flexión (17,6 mm de radio).
• Ha demostrado una estabilidad operativa y térmica excepcional, con una vida útil de T₈₀ de más de 2.000 horas y una retención de PCE del 90% después de 1.000 horas de prueba térmica húmeda.

Conclusiones:

• La célula solar tándem flexible desarrollada supera las limitaciones clave en eficiencia, resistencia mecánica y estabilidad operativa.
• La nueva capa de recombinación ICO:H y el electrodo IZO son cruciales para mejorar el rendimiento y la durabilidad.
• Este trabajo representa un avance significativo para las tecnologías flexibles de energía solar.