(Noticias de Nanowerk) Científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han desarrollado una novedosa célula solar en tándem de perovskita/Si de triple unión que puede alcanzar una eficiencia de conversión de energía récord mundial certificada del 27.1 por ciento en un área de absorción de energía solar de 1 cm cuadrado. que representa la célula solar en tándem de perovskita/Si de triple unión de mejor rendimiento hasta el momento. Para lograr esto, el equipo diseñó un nuevo cianato integrado perovskita Célula solar estable y energéticamente eficiente. Las células solares se pueden fabricar en más de dos capas y ensamblarse para formar células solares de uniones múltiples para aumentar la eficiencia. Cada capa está hecha de diferentes materiales fotovoltaicos y absorbe la energía solar en un rango diferente. Sin embargo, las tecnologías actuales de células solares de uniones múltiples plantean muchos problemas, como la pérdida de energía que conduce a un bajo voltaje y a la inestabilidad del dispositivo durante el funcionamiento. Para superar estos desafíos, el profesor asistente Hou Yi dirigió un equipo de científicos de la Facultad de Diseño e Ingeniería (CDE) de NUS y del Instituto de Investigación de Energía Solar de Singapur (SERIS) para demostrar, por primera vez, la integración exitosa de cianato en una perovskita. célula solar para desarrollar una célula solar en tándem de perovskita/Si de triple unión de última generación que supere el rendimiento de otras células solares de unión múltiple similares. El profesor asistente Hou es un joven profesor presidencial en el Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular del CDE, así como líder de grupo en SERIS, un instituto de investigación de nivel universitario en NUS. "Sorprendentemente, después de 15 años de investigación en curso en el campo de las células solares basadas en perovskitas, este trabajo constituye la primera evidencia experimental de la inclusión de cianato en perovskitas para aumentar la estabilidad de su estructura y mejorar la eficiencia de conversión de energía", dijo el profesor asistente. Hou. El proceso experimental que condujo a este descubrimiento innovador se publicó en Naturaleza (“Células solares de triple unión con cianato en perovskitas de banda prohibida ultraancha”).
Los investigadores de NUS integraron con éxito un nuevo anión, el cianato, en una estructura de perovskita, lo que supuso un avance clave en la fabricación de nuevas células solares en tándem de perovskita/Si de triple unión. (Imagen: NUS)
Fabricación de tecnología de células solares energéticamente eficientes
Las interacciones entre los componentes de la estructura de la perovskita determinan el rango de energía que puede alcanzar. Ajustar la proporción de estos componentes o encontrar un sustituto directo puede ayudar a modificar el rango de energía de la perovskita. Sin embargo, investigaciones anteriores aún no han producido una receta de perovskita con un rango energético ultra amplio y alta eficiencia. En este trabajo publicado recientemente, el equipo de NUS experimentó con cianato, un pseudohaluro novedoso, como sustituto del bromuro, un ion del grupo de los haluro que se usa comúnmente en las perovskitas. El Dr. Liu Shunchang, investigador del equipo del profesor asistente Hou, empleó varios métodos analíticos para confirmar la integración exitosa del cianato en la estructura de perovskita y fabricó una célula solar de perovskita integrada con cianato. Un análisis más detallado de la estructura atómica de la nueva perovskita proporcionó, por primera vez, evidencia experimental de que la incorporación de cianato ayudó a estabilizar su estructura y formar interacciones clave dentro de la perovskita, lo que demuestra cómo es un sustituto viable de los haluros en las células solares basadas en perovskita. Al evaluar el rendimiento, los científicos de NUS descubrieron que las células solares de perovskita incorporadas con cianato pueden alcanzar un voltaje más alto de 1.422 voltios en comparación con los 1.357 voltios de las células solares de perovskita convencionales, con una reducción significativa de la pérdida de energía. Los investigadores también probaron la nueva célula solar de perovskita operándola continuamente a máxima potencia durante 300 horas en condiciones controladas. Después del período de prueba, la célula solar permaneció estable y funcionó por encima del 96 por ciento de su capacidad. Alentado por el impresionante rendimiento de las células solares de perovskita integradas con cianato, el equipo de NUS llevó su innovador descubrimiento al siguiente paso usándolo para ensamblar una célula solar en tándem de perovskita/Si de triple unión. Los investigadores apilaron una célula solar de perovskita y una célula solar de silicio para crear una media célula de doble unión, proporcionando una base ideal para la unión de la célula solar de perovskita integrada con cianato. Una vez ensamblada, los investigadores demostraron que a pesar de la complejidad de la estructura de la célula solar en tándem de perovskita/Si de triple unión, se mantuvo estable y alcanzó una eficiencia récord mundial certificada del 27.1 por ciento por un laboratorio de calibración fotovoltaica independiente acreditado. "En conjunto, estos avances ofrecen conocimientos innovadores sobre la mitigación de la pérdida de energía en las células solares de perovskita y marcan un nuevo rumbo para un mayor desarrollo de la tecnología solar de triple unión basada en perovskita", dijo el profesor asistente Hou.Próximos pasos
La eficiencia teórica de las células solares en tándem de perovskita/Si de triple unión supera el 50 por ciento, lo que presenta un potencial significativo para futuras mejoras, especialmente en aplicaciones donde el espacio de instalación es limitado. En el futuro, el equipo de NUS pretende ampliar esta tecnología a módulos más grandes sin comprometer la eficiencia y la estabilidad. Las investigaciones futuras se centrarán en las innovaciones en las interfaces y la composición de la perovskita; estas son áreas clave identificadas por el equipo para seguir avanzando en esta tecnología.- Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
- PlatoData.Network Vertical Generativo Ai. Empodérate. Accede Aquí.
- PlatoAiStream. Inteligencia Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
- PlatoESG. Carbón, tecnología limpia, Energía, Ambiente, Solar, Gestión de residuos. Accede Aquí.
- PlatoSalud. Inteligencia en Biotecnología y Ensayos Clínicos. Accede Aquí.
- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64792.php
