Las células solares alcanzan una alta eficiencia en interiores
Energía
Equipo Editorial del Sitio Web de Innovación Tecnológica - 10 de julio de 2025
La estrella de la nueva célula solar es su material, la perovskita. [Imagen: Chia-Tse Hsu et al. - 10.1063/5.0260714]
células solares de perovskita
La energía solar está a punto de perder su significado exacto y riguroso gracias a una tecnología emergente de células solares.
Las células solares de perovskita se han convertido en una alternativa más económica y eficiente a las células solares de silicio tradicionales gracias a su estructura y flexibilidad física. Su alta eficiencia de conversión de energía (la cantidad de energía generada a partir de la que llega a la célula) las hace idóneas para generar electricidad utilizando fuentes de luz más débiles.
De hecho, Chia-Tse Hsu y sus colegas de la Universidad Nacional Chiao Tung de Taiwán han creado células solares de perovskita que convierten eficazmente la iluminación interior en energía eléctrica; células solares que funcionan sin luz solar directa.
«Las células solares más comunes en el mercado son los paneles solares de silicio», comentó el profesor Fang-Chung Chen. «Sin embargo, las células solares de perovskita pueden ser delgadas, ligeras, flexibles e incluso semitransparentes, mientras que los paneles de silicio son rígidos y pesados, lo que limita su uso a superficies planas y duraderas».
Y no es sólo una cuestión de dónde colocar los paneles: las células de perovskita son más eficientes que las de silicio en interiores.
Bajo luz solar estándar (casi 12 000 lux), las células de perovskita alcanzaron una eficiencia de conversión de energía del 12,7 %, lo cual, comparado con el 26 % de las mejores células solares de silicio, es poco. Sin embargo, las células solares de perovskita alcanzaron una impresionante eficiencia del 38,7 % con 2000 lux, una luminosidad que representa una fracción de la luz solar en un día soleado y un nivel de luminosidad similar al de las oficinas.
Texturas superficiales de capas de perovskita preparadas en diferentes condiciones para encontrar la mejor manera de corregir defectos del material. [Imagen: Chia-Tse Hsu et al. - 10.1063/5.0260714]
Banda prohibida
Para crear una célula solar capaz de convertir la luz interna en electricidad, los investigadores necesitaron ajustar la banda prohibida de la perovskita.
La brecha energética, o brecha de banda, describe la energía mínima requerida para que los electrones alcancen niveles energéticos superiores, y diferentes brechas de banda pueden absorber distintas longitudes de onda de luz. Al ajustar la proporción de moléculas en las soluciones utilizadas para formar las capas de perovskita que componen las células solares, los investigadores lograron una brecha de banda ideal para absorber la luz interna, un ajuste imposible en las células solares de silicio.
"La eficiencia interna de las células solares de perovskita es mayor, lo que significa que los productos fotovoltaicos son más adecuados para usos versátiles, como exteriores, interiores y otros entornos con poca luz y nublados", afirmó Chen. "Ajustar la banda prohibida, lamentablemente, tiene un efecto negativo: causa defectos en las capas de perovskita. Para compensar la pérdida de eficiencia, propusimos un método para corregir los defectos".
Sorprendentemente, el método del equipo hizo que la célula solar fuera menos susceptible a la corrosión e incluso aumentó su eficiencia general.
"Inicialmente, solo esperábamos que nuestro enfoque pudiera mejorar la eficiencia del dispositivo", dijo Chen. "Dado que la baja fiabilidad de las células solares de perovskita supone un gran reto para su adopción, esperamos que nuestro método abra las puertas a la comercialización de paneles solares de perovskita".
Artículo: Pasivación de defectos basada en agentes quelantes para mejorar el rendimiento en interiores de células solares de perovskita de banda ancha
Autores: Chia-Tse Hsu, Ching-Wei Lee, Fang-Chung ChenRevista: APL EnergyDOI: 10.1063/5.0260714
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