Investigadores de la Universidad de la Ciudad de Tokio, en Japón, afirman haber alcanzado un récord mundial de eficiencia de conversión de energía para una célula solar tándem basada en un dispositivo superior de perovskita y una célula inferior basada en cobre, indio, galio y selenio (CIGS).
El dispositivo tándem tiene una configuración de dos terminales (2T), un área activa de 1 cm² y una eficiencia certificada del 25,14 %. El resultado fue verificado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón.
El récord mundial anterior, del 24,6 %, lo había logrado el instituto de investigación alemán HZB en febrero de 2025. «Desde entonces, se han llevado a cabo investigaciones para mejorar el rendimiento en todo el mundo, pero no se había superado la barrera del 25 %», afirmó el equipo japonés.
Los científicos explicaron que la célula se basa en un dispositivo CIGS inferior desarrollado por el propio AIST y una célula de perovskita superior con un absorbedor de perovskita mejorado y de mayor cristalinidad, lo cual se logró mediante una nueva capa de barrera colocada entre las dos células.
La capa favorece una mejor cristalinidad de la película de perovskita al proporcionar una superficie de crecimiento más adecuada. Al mismo tiempo, reduce las pérdidas por recombinación interfacial que, de otro modo, disminuirían la eficiencia del dispositivo. También evita reacciones químicas no deseadas entre la capa de CIGS y los precursores de perovskita.
Diagrama estructural de la célula tándem.
Imagen: Universidad de la Ciudad de Tokio
La célula superior se construyó con un sustrato de óxido de indio y estaño (ITO), una monocapa autoensamblada (SAM) conocida como MeO-2PACz, el absorbedor de perovskita, una capa de transporte de electrones (ETL) basada en buckminsterfullereno (C60) y una capa de dióxido de estaño depositada mediante deposición de capa atómica (ALD-SnO2), otra capa de ITO, un recubrimiento antirreflectante de fluoruro de magnesio (MgF2) y un contacto de plata metálica.
La célula CIGS se fabricó con un sustrato de vidrio sodocálcico (SLG), un contacto posterior de molibdeno (Mo), un absorbedor CIGS, una capa tampón de sulfuro de cadmio (CdS) y una capa de ventana de óxido de zinc (ZnO).
Probada en condiciones de iluminación estándar, la célula tándem alcanzó una eficiencia del 25,14 %, un voltaje en circuito abierto de 1,845 V, una densidad de corriente en cortocircuito de 16,25 mA/cm² y un factor de llenado del 83,5 %.
Los investigadores afirmaron que se pueden esperar nuevas mejoras en la eficiencia mediante la optimización de la configuración de la célula para mejorar la corriente de cortocircuito. Además, su objetivo es acelerar la investigación y el desarrollo hacia la aplicación práctica mediante mejoras en los aditivos y la tecnología de pasivación, sin revelar más detalles técnicos sobre el nuevo diseño de la célula.
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