Un equipo de investigación dirigido por Imec, un instituto de investigación belga, ha fabricado un módulo solar de perovskita basado en una pila de dispositivos escalable.
“Informamos del desarrollo de una arquitectura de dispositivos estable que puede procesarse con técnicas compatibles con la industria, como la pulverización catódica, la evaporación y el recubrimiento de troqueles de ranura”, declaró el investigador Anurag Krishna a pv magazine.
El panel se basa en células solares de perovskita con una eficiencia del 17% construidas con una configuración p-i-n, una capa de transporte de electrones de óxido de níquel(II) (NiOx), una capa de perovskita depositada mediante recubrimiento de ranura, una capa de transporte de electrones de buckminsterfullereno (C60) y fluoruro de litio (LiF), una capa amortiguadora de bathocuproine (BCP) y un electrodo de cobre (Cu).
Los científicos construyeron un panel monofacial de 56 células con un área activa de 784 cm2, una eficiencia de conversión energética del 13,08% y un factor de llenado geométrico (GFF) de aproximadamente el 89%. A continuación, construyeron un segundo módulo bifacial sustituyendo el electrodo de Cu por uno basado en óxido de indio y estaño (ITO).
“Bajo estrés térmico y lumínico, se sabe que los metales del electrodo como Cu, Au, Ag, etc. se difunden en la capa de perovskita y comprometen así la estabilidad a largo plazo, mientras que los dispositivos con electrodos conductores transparentes han mostrado una estabilidad mucho mejor bajo envejecimiento acelerado”, explicaron. “La ITO tiene menor conductividad que los electrodos metálicos, lo que puede provocar pérdidas resistivas y, en consecuencia, un menor factor de llenado. Para minimizarlo, creamos un diseño de módulo con una anchura de subcelda reducida que da lugar a 93 subceldas”.
El panel bifacial tiene un área de apertura de 781 cm2 y es capaz de alcanzar una eficiencia de conversión de energía del 11,9%.
“Además, los minimódulos bifaciales encapsulados (4 cm2) desarrollados mostraron una alta tolerancia al calor húmedo basado en la norma IEC 61215 [85 C, 85% de humedad relativa (HR)], conservando los mejores alrededor del 92% de la eficiencia inicial después de 1.000 horas”, dijo Krishna, señalando que la pasivación interfacial podría aumentar aún más la eficiencia del dispositivo.
Según los investigadores, los resultados demuestran que la pila de dispositivos propuesta es térmicamente estable y que el encapsulado es lo bastante robusto como para garantizar la estabilidad.
Los académicos presentaron el módulo en “Stable Device Architecture With Industrially Scalable Processes for Realizing Efficient 784 cm2 Monolithic Perovskite Solar Modules” (Arquitectura de dispositivos estable con procesos industrialmente escalables para la realización de módulos solares monolíticos de perovskita eficientes de 784 cm2), publicado recientemente en IEEE Journal of Photovoltaics.
“Este trabajo es un hito importante en el desarrollo de tecnologías de fabricación escalables para la perovskita fotovoltaica”, dijo Krishna.
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