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El Avance Tecnológico Mejora la Estabilidad y la Vida Útil de las Celdas Solares, Acercando su Aplicación a Gran Escala
Un equipo de científicos ha desarrollado una celda solar de perovskita capaz de soportar condiciones extremas de calor y humedad.
El avance fue posible gracias a una nueva película protectora y puede representar un gran paso para hacer viable comercialmente este tipo de tecnología.
Alta Eficiencia y Resistencia Térmica
El proyecto fue liderado por el Profesor Dong Suk Kim, de la Escuela de Posgrado en Neutralidad de Carbono de UNIST, en Corea del Sur, en colaboración con el Profesor Tae Kyung Lee, de la Universidad Nacional de Gyeongsang (GNU).
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Juntos, los investigadores lograron fabricar una celda solar con una eficiencia inicial del 25,56%, que mantuvo más del 85% de ese rendimiento después de 1.000 horas de exposición a 85 °C y 85% de humedad relativa.
Estos resultados fueron publicados en la revista científica Energy & Environmental Science y destacan la importancia de la nueva película aplicada. La capa actúa como un escudo protector, aumentando la estabilidad térmica de la celda, uno de los principales obstáculos para su comercialización.
Sustitución de Componente Clave
Para lograr ese rendimiento, el equipo sustituyó un aditivo tradicionalmente usado en celdas solares de perovskita: el 4-terc-butilpiridina (tBP).
Este compuesto mejora la eficiencia energética, pero reduce la temperatura de transición vítrea (Tg) de la celda a menos de 80 °C, haciéndola vulnerable a deformaciones a altas temperaturas.
En lugar del tBP, los investigadores utilizaron el carbonato de etileno (EC). Este nuevo aditivo permitió elevar la temperatura de transición vítrea a 125 °C, aumentando significativamente la estabilidad de la celda solar.
Además, el EC mostró una mayor capacidad para disolver uniformemente el dopante LiTFSI, lo que resultó en un transporte de carga más eficiente dentro de la celda.
Rendimiento Mantenido en Escala Mayor
Aún cuando el módulo fue ampliado a un área de 100 cm², la celda solar mantuvo alta eficiencia, alcanzando el 22,14%. Esto indica que la tecnología puede ser viable no solo en laboratorio, sino también en aplicaciones a gran escala.
La eficiencia energética registrada del 25,56% es la más alta entre las celdas solares que no utilizan tBP. Después del encapsulamiento, el rendimiento se mantuvo prácticamente estable.
En pruebas simulando condiciones extremas, la eficiencia aún alcanzó el 21,7% después de mil horas de operación continua.
El profesor Kim destacó que esta innovación en el sistema de la capa de transporte de cargas es esencial para garantizar alta eficiencia y estabilidad. Clasificó los resultados como un avance importante hacia la aplicación práctica de las celdas solares de perovskita.
La durabilidad alcanzada en calor y humedad extremos indica que el nuevo enfoque puede ayudar a superar las limitaciones que aún impiden la adopción comercial a gran escala de este tipo de celda solar.
Los resultados fueron publicados en la revista Energy & Environmental Science.
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