¡Establece un nuevo récord! Los científicos han desarrollado una célula solar semitransparente con una eficiencia del 19,8%.

Introducción: Los científicos estadounidenses han fabricado una célula solar de perovskita translúcida con una eficiencia del 19,8%, mientras que la eficiencia de las células en tándem apiladas sobre dispositivos de heterounión de silicio ha alcanzado el 28,3%. El dispositivo se basa en una película de oro de sólo unos pocos átomos de espesor, cultivada mediante un método de siembra innovador, y tiene las valiosas propiedades de alta conductividad y transparencia.

La mayoría de los tipos de células solares requieren una capa superior de electrodo conductora y transparente, pero estas dos propiedades no suelen ocurrir juntas. Actualmente, el óxido de indio y estaño (ITO) es el material más utilizado, pero la relativa escasez de indio pronto se convertirá en un problema.

A medida que aumenta la demanda de células solares transparentes y semitransparentes. Ya sea como parte de una serie de dispositivos donde la luz debe llegar a múltiples capas apiladas una encima de otra, u otros vidrios solares y otros conceptos de células integradas, los científicos están trabajando arduamente para encontrar materiales de electrodos transparentes alternativos.

Un equipo dirigido por la Universidad Penn State ha estudiado un nuevo método para hacer crecer una capa muy fina y continua de oro como capa superior de electrodo en células solares de perovskita. Si bien el oro también es un material raro y costoso, el equipo cree que su método ofrece otra forma eficiente de crear perovskitas y células solares en serie.

Shashank Priya, vicepresidente de investigación y profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Pensilvania, dijo: "Hemos demostrado que los electrodos pueden estar hechos de oro muy fino que es casi solo una capa atómica. fina capa de oro Con alta conductividad, no interfiere con la capacidad de la celda para absorber la luz solar ”

La clave de la capa de electrodo es el uso de una capa de semilla de cromo, que se utiliza para dispersar uniformemente la luz. oro en una película continua con alta transparencia y conductividad. "Por lo general, si se cultiva una capa delgada como el oro, las nanopartículas se acoplarán y agruparán como islas", explica Dongyang, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Penn State. La energía es muy grande, lo que proporciona una buena cantidad. lugar para el crecimiento del oro, lo que permite que el oro forme una película continua."

Luego, el equipo integró el electrodo de oro en una célula solar de perovskita y midió. La eficiencia es del 19,8%. Además, las células solares de perovskita se integran en dispositivos en tándem y se apilan sobre células de heterounión de silicio. El dispositivo logró una eficiencia del 28,3%, una mejora con respecto a la eficiencia original de la celda HJT del 23,3%.

El equipo observó además que las células solares de perovskita que fabricaron eran estables en las pruebas de laboratorio y mantenían una alta eficiencia a lo largo del tiempo.