Nanotecnología ahora: comunicado de prensa: una solución a los problemas de escalabilidad de las células solares de perovskita

Nanotecnología ahora: comunicado de prensa: una solución a los problemas de escalabilidad de las células solares de perovskita


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Resumen:
Las perovskitas son materiales híbridos hechos de haluros metálicos y compuestos orgánicos. Han atraído mucho interés en el espacio de la energía solar debido a sus capacidades de recolección de luz combinadas con bajos costos de fabricación, lo que los convierte en los principales candidatos para reemplazar a sus contrapartes de silicio en el mercado. Las perovskitas también muestran un gran potencial en una variedad de aplicaciones, que incluyen luces LED, láseres y fotodetectores.

Una solución a los problemas de escalabilidad de las células solares de perovskita

Lausana, Suiza | Publicado el 22/04/2022

Uno de los obstáculos en el camino hacia la comercialización de las células solares de perovskita es que su escalamiento conduce a compensaciones en la eficiencia de conversión de energía y la estabilidad operativa. Esto se debe a defectos naturales en la estructura molecular de la perovskita que interrumpen el flujo de electrones. Esto conduce a una «pérdida resistiva», una pérdida de potencia debido a la resistencia. Además, los procesos requeridos para lograr películas de perovskita de área grande de alta calidad son bastante complejos.

En un nuevo estudio publicado en Nature Nanotechnology, los científicos dirigidos por Mohammad Nazeeruddin de EPFL han encontrado una manera de superar los problemas de escala de las perovskitas. Los científicos han desarrollado un método solvotérmico simple que se puede usar para producir nanopartículas romboédricas de titania de un solo cristal que se pueden usar para construir una película de perovskita.

La nueva estructura exhibe menos desajustes de «celosía», lo que se refiere a la estructura «en forma de escalera» de las nanopartículas de dióxido de titanio. Esto da como resultado una menor cantidad de defectos, lo que garantiza un mejor flujo de electrones con una menor disipación de energía.

Al probar las nuevas células solares pequeñas basadas en nanopartículas, los científicos lograron una eficiencia de conversión de energía del 24,05 % y un factor de llenado (una medida de la energía realmente disponible) del 84,7 %. Incluso después de 1400 horas de funcionamiento continuo, las células conservan alrededor del 90 % de su producción inicial.

Los científicos también produjeron células de área grande, que según se informó tenían una eficiencia del 22,72 % con un área activa de casi 24 cm2. Esto «representa los módulos con la mayor eficiencia y las pérdidas de eficiencia más bajas cuando se amplían», concluyen los autores.

Otros colaboradores

Universidad de Energía Eléctrica del Norte de China
Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo (LIST)
Universidad de Luxemburgo
Academia China de Ciencias (CAS)
Universidad de Xi’an Jiaotong
Universidad de Hebei
CNR Instituto de Ciencia y Tecnología Chimiche «Giulio Natta» (CNR-SCITEC)
Universidad de Perugia
Instituto Italiano de Tecnología
Universidad Príncipe Mohammad Bin Fahd
Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong
Universidad de Würzburg
Universidad de Westlake
Universidad de Huaqiao
Laboratorio de química organometálica y médica de la EPFL
Universidad de la ciudad de Hong Kong

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Nik Papageorgiou
Escuela Politécnica Federal de Lausana

Oficina: 41-216-932-105
contacto experto

Mohammad Khaja Nazeeruddin
École polytechnique federale de Lausanne (EPFL)

Oficina: +41 21 695 82 51

Copyright © École Polytechnique Fédérale de Lausanne

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