Nueva perovskita que promete un 38,7% de eficiencia en las células tándem

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Científicos de la Universidad de Gifu, en Japón, y del Instituto de Tecnología de Tokio han identificado un material de perovskita de calcogenuro con atributos de absorción de luz lo suficientemente fuertes como para ofrecer el potencial de una eficiencia de conversión máxima teórica del 38,7% en una célula solar tándem de perovskita de silicio.

El material – BaZrTiS3 – tiene un coeficiente de absorción de luz superior a 105cm-1, el más alto de todos los materiales de células solares incluyendo perovskitas de calcogenuro como SrZrS3, BaHfS3 y SrHfS3, afirman los científicos.

El equipo japonés afirma haber observado una alta estabilidad en el material hasta 600 grados centígrados y bajo inmersión en el agua. Sus hallazgos se detallaron en el documento “Extraordinary Strong Band-Edge Absorption in Distorted Chalcogenide Perovskites”, publicado en Solar RRL.

“Se han fabricado aleaciones basadas en BaZrS3 – incluyendo Ba(Zr0.95Ti0.05)S3 y BaZr(S0.6Se0.4)3 para su aplicación en células solares tándem de perovskita de calcogenuro/c-Si,” señaló el documento. “Nuestra simulación del dispositivo muestra que se puede alcanzar una eficiencia del 38% en una célula superior de aleación de BaZrS3 y una arquitectura de celda inferior de c-Si. […] El espesor de la celda superior delgada es de 550 nm”.

Producción a gran escala

El profesor de la Universidad de Gifu Hiroyuki Fujiware publicó en Advanced Science News que las propiedades de absorción de la luz del material permitirían la fabricación de células solares ultra-delgadas, y describió el material como “bastante estable”.

Los investigadores creen que, con una tecnología adecuada de formación de película fina, su material podría utilizarse en la producción en masa de paneles fotovoltaicos basados en perovskita.

En diciembre, los investigadores de la Universidad de Lehigh, en Pensilvania, anunciaron los resultados de un estudio para cartografiar el mecanismo de transporte de energía térmica en red de otra perovskita calcógena para aplicaciones solares y termoeléctricas: CaZrSe3.

Un mes más tarde, los investigadores de la Universidad de Buffalo, en el estado de Nueva York, revelaron una fina película de perovskita de calcogenuro de bario-sulfuro de zirconio (BaZrS3) que, según afirmaron, demostraba una absorción de luz muy fuerte y un buen transporte de carga.

Se sabe que las perovskitas de calcogenuro metálico, con su composición elemental no tóxica, ofrecen una mayor estabilidad térmica y acuosa que las perovskitas de haluro orgánico-inorgánico.