Imec alcanza el 27,1 % en la célula en tándem de perovskita / silicio

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Imec anunció hoy que ha combinado una capa de perovskita recubierta por rotación y desarrollada en cooperación con Solliance, con una célula solar de silicio interconectada de contacto posterior (IBC), y ha logrado una eficiencia de conversión del 27,1 %. Al igual que otras empresas e institutos de investigación que trabajan en esta tecnología, imec afirma que es más que factible alcanzar eficiencias de más del 30 %.

La célula en tándem que imec utilizó para lograr la eficiencia del 27,1 % comprendía una capa de perovskita de 0,13 cm², apilada sobre una célula de IBC de silicio de 4 cm². Cuando la capa de perovskita se extendió para cubrir los 4 cm2 completos, los investigadores registraron una eficiencia celular del 25,3 %, lo que, señalan, es una mejora en la eficiencia del 23 % frente la célula de silicio solo.

“El principal impacto se debe a las pérdidas de interconexión que van desde células con un área pequeña a células interconectadas en serie en el módulo de 4 cm²”, explica Tom Aernouts, director de I + D de fotovoltaica de capa fina en imec. “[Hay] pequeñas pérdidas de resistencia en serie en electrodos transparentes pero principalmente las pérdidas de área se dan entre las células para la interconexión. Estamos trabajando para reducir aún más estas pérdidas “.

Los investigadores también notaron que, si se diseñan cuidadosamente, una capa de perovskita semitransparente puede servir para minimizar las pérdidas térmicas que ocurren en la célula de silicio, y también para convertir la luz solar en sí misma. El equipo también apunta al ajuste de banda como el desarrollo clave para lograr este nivel de eficiencia.

“Hemos estado trabajando en esta tecnología en tándem durante dos años”, explica el investigador de imec, Manoj Jaysankar. “La mayor diferencia con las versiones anteriores reside en la ingeniería y el procesamiento del absorbente de la perovskita, ajustando su ancho de banda para optimizar la eficiencia de la configuración en tándem con silicio”.

Si bien los problemas con la estabilidad del material de perovskita en condiciones de campo han sido un problema importante que frena sul desarrollo comercial, imec se unió a otros grupos de investigación al afirmar que se han logrado grandes avances en esta área.

“El dispositivo limitante para la estabilidad a largo plazo es actualmente la célula o módulo de perovskita”, dice Aernouts. “La estabilidad intrínseca del material de perovskita utilizado aquí es suficiente para sobrevivir a las pruebas térmicas a 85 ° C durante más de 1.000 horas, una condición de prueba estándar IEC típica. Además, no hemos observado ningún impacto negativo en la estabilidad hasta el momento cuando pasamos de células individuales a células interconectadas en la configuración del módulo. Se están llevando a cabo más pruebas de estabilidad en la perovskita (dentro de nuestra asociación con Solliance), y en general se logra un buen progreso en la mejora de la estabilidad de los dispositivos fotovoltaicos de perovskita “.

El equipo de imec ahora se centrará en impulsar su célula tándem a eficiencias superiores al 30 %, y ha invitado a empresas de toda la cadena de suministro a asociarse con ella para hacerlo.

Aernouts también dijo a pv magazine que este camino hacia una mayor eficiencia se enfocaría en los materiales de ajuste y el uso de nuevas configuraciones. “En esta configuración 4T, se pueden obtener algunas mejoras perfeccionando aún más la transparencia de los electrodos para reducir las pérdidas y alcanzar una eficiencia del 30% “, dice Aernouts. “También analizaremos las configuraciones 2T donde, de hecho, las condiciones de contorno óptico para los electrodos intermedios son aún menos estrictas, lo que permite un mejor “enganche” de la luz”.

El último récord de eficiencia obtenido por el imec se acerca al de Oxford PV, el especialista en perovskita de Gran Bretaña, ,que alcanzó una eficiencia del 27,3 % en una célula tándem de 1 cm².