Celdas solares en tándem flexibles de perovskita y silicio con una capa de doble amortiguador

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Las células solares en tándem de perovskita y silicio ofrecen una alta eficiencia de conversión de energía (PCE) para la energía fotovoltaica de próxima generación.
• Las tensiones mecánicas y la delaminación interfacial son desafíos críticos para las células solares en tándem flexibles, lo que dificulta su estabilidad a largo plazo.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de doble capa de amortiguamiento con un mecanismo de liberación de tensiones para mejorar la estabilidad mecánica y el rendimiento de las células solares en tándem de perovskita y silicio.
• Para mitigar el bombardeo de iones durante la deposición por pulverización y mejorar la adhesión interfacial sin comprometer la extracción de carga.

Principales métodos:

• Diseñó una capa de doble amortiguador utilizando óxido de estaño (SnO_x) con tiempos de purga de deposición de capa atómica (ALD) variables.
• Una capa suelta de SnO_x disipa la energía de la deformación, mientras que una capa compacta de SnO_x asegura el contacto eléctrico.
• Celdas solares en tándem flexibles construidas sobre celdas de silicio ultrafinas de 60 micras de espesor.

Principales resultados:

• Logró un PCE certificado del 33,4% en un área de 1 cm2 y del 29,8% en un área de tamaño de obleas de 260 cm2.
• Demostró una excelente durabilidad, conservando más del 97% de la PCE inicial después de 43.000 ciclos de flexión y 250 ciclos térmicos (-40 °C a 85 °C).
• Alcanzó una alta potencia por peso de hasta 1,77 W/g.

Conclusiones:

• La estrategia de doble capa de amortiguamiento mejora efectivamente la adhesión interfacial y mitiga la tensión mecánica en las células solares en tándem de perovskita y silicio.
• Este enfoque mejora significativamente la durabilidad del dispositivo y mantiene una alta eficiencia de conversión de energía, allanando el camino para tecnologías solares flexibles robustas y de alto rendimiento.