Fotovoltaica: las células solares alcanzan un nuevo récord mundial, todo listo para los paneles del futuro

    Redoble de tambores para los paneles solares del futuro: un grupo de investigación liderado por el Instituto Wuppertal (Alemania) ha obtenido células solares con un 24% de eficiencia, estableciendo un nuevo récord mundial (anteriormente en un 20%). Las puertas a la revolución fotovoltaica están abiertas

    Está a punto de acabar atropellado, su madre lo salva

    24% de eficiencia para las células solares de última generación: aquí está el nuevo récord mundial alcanzado por un grupo de investigación liderado por el Instituto Wuppertal (Alemania). 4 puntos porcentuales que son un buen augurio para paneles solares de mayor rendimiento.





    Las tecnologías fotovoltaicas consolidadas se basan en el silicio y han llegado a sus estadios finales de optimización, con poco margen para enormes mejoras en términos de eficiencia, en la relación entre la potencia eléctrica producida y el aporte solar (es decir, cuántos Watts de energía eléctrica se obtienen por cada vatio de energía solar incidente).

    Por supuesto que puedes esperar uno. la reducción de costes, lo que haría que la instalación fuera cada vez más rentable, pero esto generalmente implica subsidios y/o estándares ambientales reducidos para la fabricación.

    Por lo tanto, la única manera de lograr una mejora significativa es cambio de tecnología, algo que los investigadores del Instituto Wuppertal han experimentado con éxito, utilizando material orgánico como material de "intercambio".

    En nuestro grupo, también consideramos i materiales semiconductores orgánicos y semiconductores de perovskita en lugar de silicio - explica Thomas Riedl, quien dirigió la investigación - Ambas tecnologías han mostrado un desarrollo vertiginoso en los últimos años y su eficiencia ahora es comparable a la del silicio. Al mismo tiempo, estas tecnologías requieren sustancialmente menos material y energía en la producción, lo que las hace más sostenibles con tiempos de recuperación de la energía cortos.

    El grupo, sin embargo, hizo más, combinó tecnologías.

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    @ (izquierda) Cedric Kreusel / Instituto Wuppertal; (derecha) Selina Olthof / Universidad de Colonia

    Se vuelve aún más fascinante si combina células solares orgánicas y perovskita en lo que se llama longitud de celda - dice Kai Brinkmann, primer autor del trabajo - Debemos recordar que la luz solar es una mezcla de varios componentes (colores) [...] Un límite fundamental de las células solares se debe a la parte de luz que la célula no absorbe que no se convierte en energía eléctrica. Las celdas en tándem, donde dos celdas solares diferentes trabajan con dos áreas diferentes del espectro, ofrecen una forma de superar este problema.



    La clave del éxito es el llamado 'interconexión' que conecta ambas celdas eléctricamente de forma óptica. En otras palabras, las dos celdas absorben más luz juntas y convierten mucha más, lo que aumenta la eficiencia general.

    Para minimizar las pérdidas, los investigadores utilizaron capas ultrafinas de óxido de indio como interconexión con un grosor de solo 1,5 nanómetros y la deposición de capas atómicas como tecnología de recubrimiento.

    Una parte importante del éxito es la red de socios, en particular las Universidades de Colonia, Potsdam, Tübingen, el Centro Helmholtz en Berlín y el Max Planck Institut für Eisenforschung en Düsseldorf, cuya amplia experiencia ha ayudado a eliminar los problemas críticos en el lo que finalmente nos llevó a las células solares en tándem de perovskita / orgánicas con un24 eficiencia%, un nuevo récord mundial para este tipo de tándem

    El resultado está en el laboratorio y obviamente aún queda un poco de camino hacia la industrialización, pero el equipo no tiene intención de detenerse.

    En el momento en que comenzamos este proyecto, los tándems de perovskita/orgánica tenían solo un 20 % de eficiencia. Ahora estamos en 24 y las simulaciones muestran que nuestro concepto debería permitirnos lograr eficiencias incluso superiores al 30%

    Las cuales, atención, no son ciencia ficción, sino que ya existen en celdas solares utilizadas en el espacio como en el dron Mars 'Ingenuity', pero de difícil aplicación en la Tierra debido a los altos costos que no hacen sostenible la tecnología.

    Esperamos que nuestro trabajo contribuya a un escenario en el que las células solares sean similares en alta eficiencia pero a una fracción del costo para que estén disponibles para uso terrestre.

    concluir Riedl


    Las renovables ya deberían tener pocas excusas, y la perspectiva es no tener ninguno en absoluto.


    El trabajo fue financiado por el programa Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) sobre semiconductores de perovskita (SPP 2196) y publicado en Nature.

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    Fuentes: Instituto Wuppertal / Naturaleza

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