Un grupo de científicos de los Países Bajos ha fabricado una célula solar de perovskita invertida basada en un sustrato de acero recubierto de polímero que puede alcanzar una eficiencia de conversión de energía que se aproxima a la de las células solares de referencia no invertidas con un diseño de pila similar.
La célula tiene una estructura p-i-n y se basa en acero niquelado recubierto con una capa de planarización de poliamida-imida (PAI), que sirve de capa aislante. Los investigadores utilizaron un electrodo de titanio opaco cubierto con una fina capa de óxido de indio y estaño (ITO) pulverizada para permitir la unión de los grupos de anclaje del ácido fosfónico de la monocapa basada en una perovskita conocida como 2PACz, que sirve de electrodo recolector de agujeros.
Para la fabricación del ETL también utilizaron buckminsterfullereno, una molécula que también se conoce como C60. Además, añadieron una capa amortiguadora de óxido de estaño (IV) (SnO2), mediante deposición de capas atómicas (ALD), para evitar que se dañara la pila subyacente durante la deposición por pulverización catódica del electrodo superior de ITO transparente.
El rendimiento de la célula solar se comparó en condiciones de iluminación estándar con el de dos dispositivos de referencia construidos sobre un sustrato de vidrio y una superestructura de vidrio, respectivamente. Estos últimos mostraron una eficiencia de conversión de potencia del 19,1%, una tensión de circuito abierto de 1,13 V, una corriente de cortocircuito de 20,8 mA cm-2 y un factor de llenado de 0,81.
La célula sobre el sustrato de acero alcanzó una eficiencia del 16,5%, una tensión de circuito abierto de 1,11 V, una corriente de cortocircuito de 19,9 mA cm-2 y un factor de llenado de 0,75. El dispositivo basado en el sustrato de vidrio presentaba una eficiencia del 15,8%, una tensión de circuito abierto de 1,11 V, una corriente de cortocircuito de 19,8 mA cm-2 y un factor de llenado de 0,72.
“Esto demuestra que las células con configuración de sustrato fabricadas en el sustrato de acero con revestimiento de Ni pueden alcanzar niveles de rendimiento similares a los de las fabricadas en vidrio”, dijeron los científicos. “Las estrategias para aumentar aún más el PCE de las células con configuración de sustrato pueden, por tanto, centrarse en la reducción de las pérdidas ópticas en el ETL, la mejora de la reflexión del electrodo inferior y el uso de un contacto superior transparente menos resistivo”.
Presentaron sus hallazgos en “Células solares de perovskita p-i-n en sustratos de acero“, que se publicó recientemente en ACS Publications. El grupo está formado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, la Organización Holandesa de Investigación Científica Aplicada (TNO) y el fabricante de acero indio Tata Steel.
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