Fuente: Perovskite-info.com
Las innovadoras células solares en tándem de 4t perovskite-silicio prometen un aumento de eficiencia del 41%, reduciendo la energía de producción en un 35% con una fabricación rentable basada en la solución.
Investigadores del Instituto Indio de Tecnología Roorkee, CSIR-National Physical Laboratory y ACSIR han desarrollado un método de fabricación rentable basado en soluciones para una célula solar en tándem pero 4t) de perovskite-silicio. Este diseño innovador integra una célula de perovskita semitransparente de alto rendimiento (ST-PSC) con una célula solar de silicio (HHSC) de heterounión híbrida como dispositivo inferior. Los HHSC, conocidos por su estructura simple y su fabricación de baja temperatura, tienen como objetivo reducir el consumo de energía hasta en un 35% durante la producción, aprovechando las capas funcionales selectivas de portadores como PEDOT: PSS para mejorar la eficiencia.
El equipo de investigación seleccionó PEDOT: PSS por su bajo costo y facilidad de preparación, logrando una eficiencia de conversión de potencia del 10.92% y un factor de relleno del 66.04%. El absorbedor de silicio de tipo N texturizado mejora la calidad de la unión al reducir la reflectancia de la superficie y aumentar el área de la unión. El dispositivo de perovskita superior presenta un sustrato FTO transparente y varias capas funcionales, lo que resulta en una eficiencia en tándem 4T de 15.41%, una mejora del 41% sobre los HHSC independientes. Estos avances, confirmados por la simulación SCAPS -1 d, allanan el camino para las células solares 4T en tándem 4T de próxima generación y procesables en la solución.
¿Cómo mejora la nueva célula solar de 4T perovskite-Silicon Tandem mejora la eficiencia y reduce los costos?
¡Ciertamente! Aquí hay algunos puntos adicionales sobre cómo la nueva célula solar en tándem 4T Perovskite-Silicon mejora la eficiencia y reduce los costos:
Absorción de luz mejorada: la integración de una célula de perovskita semitransparente con una célula solar de silicio permite una mejor utilización del espectro solar. La capa de perovskita absorbe fotones de alta energía, mientras que la capa de silicio captura fotones de menor energía, maximizando la eficiencia general de absorción de luz y conversión.
Costos de material reducido: los materiales de perovskita son generalmente menos costosos que el silicio tradicional, y el método de fabricación basado en la solución reduce aún más los costos de producción al minimizar la necesidad de un procesamiento de alta temperatura y costosas técnicas de deposición basadas en el vacío.
Rendimiento energético mejorado: al combinar dos tipos de células solares, la estructura en tándem puede lograr mayores rendimientos de energía en comparación con las células de un solo dominio. Esto es particularmente beneficioso en diferentes condiciones de luz, donde la célula en tándem puede mantener una mayor eficiencia.
Bajo consumo de energía de fabricación: el uso de procesos de baja temperatura y estructuras simples en la célula solar de silicio de heterounión híbrida (HHSC) reduce la energía requerida para la fabricación, contribuyendo a una menor huella de carbono y haciendo que la tecnología sea más sostenible.
Escalabilidad y flexibilidad: el método de fabricación basado en la solución es compatible con la producción a gran escala y se puede adaptar a sustratos flexibles, abriendo nuevas aplicaciones para tecnología solar en áreas como fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) y dispositivos solares portátiles.
Mayor estabilidad y durabilidad: el diseño en tándem puede potencialmente mejorar la estabilidad y la vida útil de las células solares al distribuir la carga térmica y eléctrica de manera más uniforme a través de las capas, reduciendo la tasa de degradación de los materiales.
Potencial para mayores ganancias de eficiencia: la naturaleza modular del diseño en tándem 4T permite mejoras continuas en los materiales y procesos de cada capa, ofreciendo una vía de eficiencias aún más altas a medida que se desarrollan nuevas composiciones de perovskite y tecnologías de silicio.
Estos avances destacan el potencial de las células solares en tándem 4T perovskite-Silicon para revolucionar la industria solar al ofrecer una solución más eficiente y rentable para la generación de energía renovable.
