Las células solares de perovskita soportan 1000 horas de calor extremo y humedad

Superar la barrera de estabilidad en la fotovoltaica de perovskita

Las células solares de perovskita son una innovación en dispositivos fotovoltaicos de película fina que ofrecen altas tasas de conversión de energía junto con bajos costes de fabricación y flexibilidad mecánica. Sin embargo, su vida útil operativa se ha quedado tradicionalmente muy por detrás de los paneles de silicio convencionales: duran entre dos y diez años, frente a los 25 o 30 años típicos de las instalaciones de silicio, según informa Interesting Engineering.

Gran parte de esta degradación se origina en la capa de transporte de huecos, un componente esencial que facilita el movimiento de la carga eléctrica. Los métodos de fabricación estándar recurren a sales de litio y aditivos químicos para mejorar el rendimiento eléctrico, pero estos compuestos se evaporan con las temperaturas elevadas y la humedad. Según Interesting Engineering, esta evaporación crea huecos microscópicos dentro de la película, mientras los iones de litio libres se difunden a través de la célula, causando daños estructurales y acelerando el fallo del dispositivo.

«Al resolver el problema crónico de la vida útil, se convertirá en un hito importante hacia la comercialización de las células solares de perovskita y en tándem»

— SeJin Ahn, investigador principal, Instituto Coreano de Investigación Energética

Purificar la capa de transporte mediante extracción catalítica

Para eliminar estas vías de degradación, científicos del Instituto Coreano de Investigación Energética (KIER) en Daejeon, en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), diseñaron el proceso de extracción por filtrado de reacción post-catalítica. Esta invención química elimina los aditivos desestabilizadores y los iones residuales antes de la deposición de la película.

El proceso introduce un catalizador de óxido de níquel en la solución precursora utilizada para formar la capa de transporte de huecos. Según describe Interesting Engineering, el catalizador altera sus propiedades superficiales en la mezcla, atrayendo y capturando los iones de litio disueltos sin necesidad de agentes químicos suplementarios. Dado que las partículas de óxido de níquel son relativamente grandes, los investigadores las filtran físicamente junto con los iones atrapados, obteniendo una solución purificada y libre de aditivos que cura en una capa de transporte sin defectos.

Parámetros de rendimiento y perspectivas comerciales

Las pruebas de laboratorio realizadas bajo estrés ambiental continuo —a 85 grados Celsius y 85 por ciento de humedad relativa— revelaron que las células purificadas conservaron el 95 por ciento de su eficiencia de referencia tras 1000 horas de ensayo, según Interesting Engineering.

Además de una mayor estabilidad, las células tratadas registraron una eficiencia operativa del 25,24 por ciento, ligeramente superior al 25,21 por ciento logrado por las células convencionales basadas en aditivos. Publicada en la revista Advanced Science, la técnica proporciona un nuevo marco de procesamiento y una valiosa propiedad intelectual que podría acelerar el despliegue comercial de las células solares en tándem y mejorar la sostenibilidad de los sistemas de energía limpia de próxima generación, según señala Interesting Engineering.

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