Un equipo de investigadores de la Universidad de Nanjing y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill ha publicado una revisión de los avances en la comercialización de módulos fotovoltaicos de perovskita de unión única. Evaluaron la viabilidad de la comercialización basándose en los tres pilares de la eficiencia, la estabilidad y el costo. También se evaluó la huella de carbono y el potencial de reciclado.
El grupo de investigación considera que el problema de la estabilidad es el más acuciante. “Le sigue de cerca la necesidad de mejorar el procesamiento de películas de gran superficie”, declaró a pv magazine el autor principal, Pengchen Zhu.
El equipo empezó por establecer criterios de tamaño del área del dispositivo para términos como “célula” o “módulo”. El tamaño es importante a la hora de hablar de comercialización. Las células de investigación o de laboratorio son las más pequeñas, denominadas “células pequeñas”. Miden menos de 1 cm2. Le siguen en tamaño las “células” que miden de 1 cm2 a 10 cm2. Se considera que un “módulo grande” mide más de 14000 cm2. En medio hay minimódulos, submódulos, módulos pequeños y módulos estándar.
A continuación, los académicos identificaron las aplicaciones potenciales y los retos críticos de comercialización. Además, repasaron los trabajos que se están realizando para superar los retos, incluidas las estrategias para fabricar películas de alta calidad en una gran superficie y mejorar aún más la eficiencia y la estabilidad de la conversión de energía.
El grupo también analizó en profundidad los métodos y materiales de encapsulación, los métodos de deposición escalables y las estrategias para mejorar la calidad de las películas y la evolución de los costos. “Algunos de los hallazgos más sorprendentes de la revisión están en el análisis de costos y las evaluaciones del ciclo de vida”, dijo Zhu. El equipo evaluó escenarios de reducción de costos, incluidas comparaciones y proyecciones sobre el costo nivelado de la electricidad (LCOE) para módulos tándem de perovskita-silicio.
“Hablamos del impacto medioambiental, incluidos los problemas de toxicidad, y de la demanda de recursos en esta sección, proponiendo algunas estrategias de reciclaje para reducir este impacto negativo”, dijo Zhu, refiriéndose a los cálculos de amortización energética, huellas de carbono y comparaciones con módulos fotovoltaicos convencionales.
El estudio también incluye resúmenes del estado de comercialización de varios fabricantes, como las europeas Saule Technologies y Solaronix, las japonesas Panasonic y Toshiba, y las empresas chinas de fabricación de perovskita Utmolight, Wonder Solar, Kunshan GCL y Microquanta.
A la pregunta de cómo podría la industria fotovoltaica acelerar la comercialización de la tecnología de la perovskita, Zhu sugirió que una cooperación más estrecha entre el mundo académico y la industria en áreas clave podría marcar la diferencia. Por ejemplo, proporcionando los últimos productos de poliolefina modificada y caucho butílico para la investigación de la encapsulación, mientras que los fabricantes de células podrían proporcionar células de silicio de fondo personalizadas.
Los fabricantes podrían compartir datos de procesamiento no confidenciales con los investigadores de la perovskita, lo que ayudaría a investigar la fabricación de módulos de gran tamaño y permitiría una aportación temprana de los proveedores de equipos y materiales.
De cara al futuro, Zhu espera que la comunidad investigadora de la perovskita siga mejorando la estabilidad de los dispositivos, centrándose en las condiciones de la vida real para comprender y resolver problemas relacionados con aspectos como la exposición térmica, a la luz y a la humedad.
Su análisis se presenta en el artículo “Toward the Commercialization of Perovskite Solar Modules” (Hacia la comercialización de módulos solares de perovskita), publicado en Advanced Materials. La iniciativa puede considerarse complementaria de la revisión de la comercialización orientada al tándem perovskita-silicio publicada recientemente por un equipo de la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí.
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