Los paneles solares pueden estar a punto de mejorar mucho en la captura de la luz solar

Un nuevo tipo de celda solar ha superado un límite teórico en la eficiencia de las celdas basadas en silicio, lo que podría permitirnos obtener más energía de la luz solar.

Casi todas las células solares comerciales están hechas de silicio. Estos solo pueden convertir un rango de frecuencia estrecho de luz solar en electricidad. La luz que se encuentra muy lejos de este rango pasa directamente o se pierde en forma de calor, lo que da a las células de silicio un límite de eficiencia teórico de alrededor del 29,4 por ciento.

En teoría, este límite podría ser mayor si se apilara encima de la capa de silicio otro material que genera electricidad a partir de la luz en un rango de frecuencia diferente. Las perovskitas, un cristal de titanio y calcio, son muy adecuadas para esto porque absorben mejor la luz más cercana al espectro infrarrojo, pero ha resultado difícil lograr que sea eficiente. Esto se debe a que los electrones perdidos son absorbidos por el cristal antes de que pueda convertirse en una corriente.

Ahora, dos grupos de investigación han ideado formas de emparejar perovskitas con silicio y lograr eficiencias aún mayores.

Para hacer que el silicio y las perovskitas trabajen juntos, Shen Yuqin del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana y sus colegas utilizaron un proceso de dos pasos. Una celda de silicio se cubre primero con una capa bien ajustada de precursores químicos, antes de agregar una segunda capa de precursores químicos que reaccionan. forma de perovskita. Este proceso provoca menos defectos en la interfaz de silicio y perovskita, dice Chen, y por lo tanto aumenta la cantidad de electrones disponibles para la corriente. La eficiencia de la máquina del equipo es del 31,2%.

En un estudio separado, Silvia Mariotti de Helmholtz Zentrum Berlin y sus colegas inyectaron yoduro de piperazinio líquido en la capa de perovskita, lo que también pareció reducir los electrones perdidos, logrando una eficiencia del 32,5 por ciento.

“La eficiencia es enorme”, dice Kyle Frohna de la Universidad de Cambridge. Sin embargo, esos números actualmente se limitan a tamaños de celdas solares que son mucho más pequeños de lo que se necesita para uso comercial, dice.

En mayo pasado, Oxford Solar demostró que las celdas en tándem hechas de perovskita y silicio podrían fabricarse a escala y listas para la producción, aunque el nivel de eficiencia de dichas celdas está justo por debajo del 28 por ciento.

“Si podemos hacerlos a gran escala, lo que algunas empresas parecen poder hacer, genial”, dice Frohna. “La única advertencia es que queremos asegurarnos de que sean lo suficientemente estables para durar un largo período de tiempo”.