Un equipo de investigación dirigido por la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha creado una interfaz estructurada quiral sin precedentes en células solares de perovskita, mejorando y acelerando la confiabilidad y la eficiencia de conversión de energía de esta tecnología solar en rápido desarrollo. su comercialización.
Una célula solar de perovskita (PSC) es un tipo de célula solar que incorpora un material compuesto a base de perovskita, que es barato de producir y fácil de fabricar. A diferencia de las células solares de silicio convencionales que requieren costosos procesos de fabricación de alta temperatura y alto vacío, las perovskitas se pueden fabricar fácilmente en películas delgadas utilizando una variedad de técnicas de impresión a bajo costo. El rendimiento de los PSC ha aumentado rápidamente en los últimos años, pero todavía existen obstáculos importantes para su comercialización, especialmente relacionados con diversos aspectos de su estabilidad en condiciones del mundo real. Un desafío sobresaliente fue la adhesión insuficiente entre diferentes capas de células, lo que resultó en una confiabilidad interfacial limitada.
Para resolver este problema, el profesor ZHOU Yuanyuan, profesor asociado del Departamento de Ingeniería Química y Biológica (CBE) de HKUST, y su equipo de investigación se inspiraron en la resistencia mecánica de la materia gris natural y desarrollaron una interfaz estructurada quiral sin precedentes en las PSC. , desbloqueando una confiabilidad muy alta.
El equipo insertó capas intermedias de estructura quiral a base de R-/S-metilbencilamonio entre el absorbente de perovskita y la capa de transporte de electrones para crear una heterointerfaz fuerte y flexible. Las células solares encapsuladas probadas según los estándares de células solares 61215 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) conservaron el 92 % de su eficiencia de conversión de energía inicial después de 200 ciclos entre −40 °C y 85 °C durante 1200 horas.
“Las interesantes propiedades mecánicas de los materiales quirales están asociadas con el empaquetamiento helicoidal de sus subunidades, que se asemeja a un resorte mecánico”, dijo el Dr. DUAN Tianwei, actualmente CBE en HKUST y profesor asistente de investigación en el departamento. Ex becario postdoctoral del Consejo de Becas de Investigación. “La incorporación de una capa intermedia con estructura quiral en la interfaz crítica del dispositivo hace que la célula solar de perovskita sea mecánicamente más duradera y adaptable en diferentes estados operativos”, añadió.
“Este es realmente el comienzo de la comercialización de células solares de perovskita. Dada la alta eficiencia de estas células, si finalmente podemos superar el problema de confiabilidad, miles de millones de mercados energéticos serán visibles”, dijo el profesor Zhou.
Este avance es muy prometedor para el futuro de la energía solar. Con una confiabilidad y eficiencia de conversión de energía mejoradas, los futuros paneles solares de perovskita pueden volverse aún más confiables en condiciones climáticas variables, asegurando una generación continua de energía durante largos períodos de tiempo.
