Célula Solar de Perovskita de Diseño Chino Revoluciona el Curso de Energía RenovableTiempo de publicación:2023-10-30 16:02 En un logro innovador que tiene el potencial de transformar el sector de la energía renovable, un equipo de investigadores chinos ha presentado una célula solar de última generación con una eficiencia notable, una estabilidad sin precedentes y una vida útil extendida. Esta tecnología innovadora podría reducir significativamente los costos de energía, posiblemente a una cuarta parte de las células solares basadas en silicio actuales. Las células solares recién desarrolladas aprovechan la energía de la perovskita, un material inorgánico de bajo costo y fácilmente disponible. De manera similar a los paneles solares tradicionales, las células de perovskita convierten la energía solar en electricidad, pero con una eficiencia aún mayor. Si bien las células solares de perovskita (PSC) han demostrado durante mucho tiempo su capacidad para superar las limitaciones de eficiencia de las células basadas en silicio, su estabilidad térmica y química ha sido un problema persistente. Por lo general, estas células se degradan rápidamente cuando están expuestas al oxígeno, la humedad o altas temperaturas. La célula solar de perovskita recientemente desarrollada exhibe una impresionante eficiencia de conversión de energía (PCE) del 25.6 por ciento. Es notable que la célula mantuvo más del 90 por ciento de su eficiencia inicial incluso después de 1,200 horas de funcionamiento a 65 grados Celsius (149 grados Fahrenheit). Esta investigación innovadora, liderada por el Profesor Zhu Zonglong de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, en colaboración con Li Zhongan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, se publicó en la revista científica con revisión por pares Science el 20 de octubre. El equipo señaló en su artículo: "Nuestro estudio proporciona orientación teórica para el diseño de PSC eficientes y estables y allana el camino para acceder fácilmente a PSC disponibles comercialmente". Investigaciones previas habían indicado que el uso de monocapas autoensambladas (SAM) como capa interfacial podía elevar la PCE por encima del 25 por ciento. Sin embargo, las SAM tradicionales tienen solo de 1 a 2 nanómetros de espesor y tienden a descomponerse a altas temperaturas. El Profesor Zhu explicó: "Diseñamos la SAM en una estructura tridimensional única y la anclamos a una película estable de óxido de níquel para mejorar tanto la estabilidad térmica como química. Este avance mejora significativamente el rendimiento de la célula y sus capacidades de conversión de energía a lo largo de su vida útil". Además, si bien los dispositivos probados en el laboratorio son relativamente pequeños, los métodos de fabricación son sencillos y altamente escalables, lo que los hace adecuados para la producción a gran escala. Se estima que el Costo Nivelado de la Electricidad (LCOE, por sus siglas en inglés) para estas nuevas células solares podría ser tan bajo como $5.45 por megavatio-hora (MWh), una reducción significativa en comparación con los $24 por MWh de las células solares basadas en silicio. China ya se ha establecido como líder en la industria fotovoltaica, exportando más de cuatro mil millones de células solares en 2022, con un valor total de exportación de $46.38 mil millones, según datos aduaneros. La cuota de mercado global de la industria fotovoltaica china supera el 80 por ciento en todos los aspectos, desde materiales crudos hasta equipos de producción, según el sitio web de la Asociación de la Industria Fotovoltaica de China (CPIA, por sus siglas en inglés). A medida que el panorama energético global gira hacia la priorización de la energía solar y eólica, la industria solar china está preparada para hacer contribuciones significativas para abordar el cambio climático y estimular el crecimiento económico.
El Profesor Zhu cree que las PSC tienen diversas aplicaciones. "Aunque la investigación relacionada comenzó relativamente tarde, las células solares de perovskita han avanzado significativamente en estabilidad y vida útil en los últimos años, pasando de solo unas pocas horas a bajas temperaturas a miles de horas a altas temperaturas", afirmó. "Las PSC pueden utilizarse en condiciones de poca luz y, mediante modificaciones, pueden absorber luz de diferentes longitudes de onda. Su versatilidad las hace ideales para su uso en dispositivos flexibles, células solares transparentes, células solares bifaciales y fotovoltaicas interiores. Además, son más rentables y respetuosas con el medio ambiente que las células de silicio tradicionales, lo que contribuirá a reducir el impacto ambiental de la industria fotovoltaica". Sin embargo, un investigador de Sealand Securities subrayó que aún queda trabajo por hacer antes de que las células de perovskita puedan ser ampliamente adoptadas. "Para que las células solares de perovskita se utilicen de manera más generalizada, la industria debe mejorar su estabilidad y durabilidad, producir paneles grandes de alta calidad y obtener el respaldo del gobierno en forma de subvenciones o exenciones fiscales". Zhu visualiza un futuro en el que la tecnología de la perovskita madure y genere una nueva ola de crecimiento en el mercado fotovoltaico global, especialmente en China. "En ese momento, los costos de energía se reducirán aún más, la entrada de nuevos inversores aumentará significativamente la capacidad instalada y los productos fotovoltaicos de China podrían volverse más competitivos debido a una mayor eficiencia y menores costos, lo que potencialmente aumentaría el volumen de exportación de los productos fotovoltaicos de China". |
