El futuro de las células solares de la perovskita brilla un poco más brillante

Aquí es adonde viene otro, relativamente nuevo-a-ciencia, material adentro -- perovskita del haluro del metal. Cuando está acurrucado en el centro de una célula solar, esta luz de convertidos cristalina de la estructura también a la electricidad, pero en un mucho más barato que el silicio. Además, las células solares perovskita-basadas se pueden fabricar usando rígido y los substratos del avantrén así pues, junto a ser más baratas, podrían ser más ligeras y flexibles. Pero, tener potencial del mundo real, estos prototipos necesitan aumentar de tamaño, eficacia, y vida útil.

Ahora, en un nuevo estudio, publicado en energía nana, investigadores dentro de los materiales de la energía y la unidad superficial de las ciencias, llevada por profesor Yabing Qi, en Okinawa Institute de la universidad graduada de la ciencia y de la tecnología (OIST) han demostrado que crear una de las materias primas necesarias para las perovskitas de una manera diferente podría ser dominante al éxito de estas células.

“Hay un polvo cristalino necesario en perovskitas llamó FAPbI3, que forma la capa del amortiguador de la perovskita,” explicó a uno de los autores importantes, el Dr. Guoqing Tong, escolar postdoctoral en la unidad. “Previamente, esta capa fue fabricada combinando dos materiales -- PbI2 y FAI. La reacción que ocurre produce FAPbI3. Pero este método es muy imperfecto. Hay a menudo sobras de una o ambas materiales originales, que pueden impedir la eficacia de la célula solar.”

Para conseguir alrededor de esto, los investigadores sintetizaron el polvo cristalino usando un método de fabricación y utillaje de un polvo más exacto. Todavía utilizaron uno del materials-PbI2 crudo -- pero también pasos adicionales incluidos, que implicó, entre otras cosas, calentando la mezcla a 90 grados de cent3igrado y cuidadosamente disolviendo y filtrando hacia fuera cualquier sobras. Esto se aseguró de que el polvo resultante fuera de alta calidad y estructural perfecto.

Otra ventaja de este método era que la estabilidad de la perovskita aumentó a través de diversas temperaturas. Cuando la capa del amortiguador de la perovskita fue formada de la reacción original, era estable en las temperaturas altas. Sin embargo, en la temperatura ambiente, dio vuelta de marrón para amarillear, que no era ideal para la luz de absorción. La versión sintetizada era marrón incluso en la temperatura ambiente.

En el pasado, los investigadores han creado una célula solar perovskita-basada con la eficacia más de 25%, que es comparable a las células solares silicio-basadas. Pero, mover estas nuevas células solares más allá del laboratorio, un exclusivo de tamaño y la estabilidad a largo plazo es necesarios.

las “células solares de la Laboratorio-escala son minúsculas,” dijo a profesor Qi. “El tamaño de cada célula es solamente cerca de 0,1 cm2s. La mayoría de los investigadores se centran en éstos porque son más fáciles de crear. Pero, en términos de usos, necesitamos los módulos solares, que son mucho más grandes. La vida útil de las células solares es también algo que necesitamos ser atentos de. Aunque la eficacia del 25% se haya alcanzado previamente, la vida útil era, a lo más, unos miles horas. Después de esto, la eficacia de la célula comenzó a disminuir.”

Usando el polvo de la perovskita, el Dr. cristalinos sintetizados Tong, junto al Dr. el Dae-Yong Son y los otros científicos del técnico de la unidad de investigación en Unit de profesor Qi, alcanzó una eficacia de conversión de encima el 23% en su célula solar, pero la vida útil era más de 2000 horas. Cuando escalaron hasta los módulos solares de 5x5cm2, todavía alcanzaron encima la eficacia del 14%. Como prueba-de-concepto, fabricaron un dispositivo que utilizó un módulo solar de la perovskita para cargar una batería de ión de litio.

Estos resultados representan un paso crucial hacia eficiente y las células solares y los módulos perovskita-basados estables que podrían, un día, se utilicen fuera del laboratorio. “Nuestro paso siguiente es hacer un módulo solar del cual sea 15x15cm2 y tenga una eficacia más el de 15%,” dijo al Dr. Tong. “Un día espero que poder accionar un edificio en OIST con nuestros módulos solares.”

Este trabajo fue apoyado por el programa del Prueba-de-concepto del desarrollo de tecnología de OIST y del centro de innovación.