El fabricante chino de módulos solares Longi ha revelado que ha logrado una eficiencia de conversión de potencia del 34,85% para una célula solar de perovskita en tándem de dos terminales.
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos certificó el resultado, que representa un récord mundial para esta tipología de célula.
El récord anterior lo ostentaba la propia Longi, que logró una eficiencia del 34,6% para un dispositivo con la misma configuración en septiembre, cuando el fabricante publicó un artículo científico en el que describía en detalle el diseño de la célula, que se dio a conocer originalmente en noviembre de 2023.
El resultado de Longi es también la primera eficiencia certificada de la que se tiene constancia que supera el límite Shockley-Queisser de 33,7% para una célula solar en tándem de doble unión.
En septiembre, el equipo de investigación de Longi explicó que la célula se basaba en una estrategia de pasivación de la interfaz bicapa que, según se informa, maximiza tanto el transporte de electrones como el bloqueo de huecos. Esto se consigue mediante la incorporación de una fina capa de fluoruro de litio (LiF) y la deposición de moléculas de dióxido de etilendiamonio (EDAI) de cadena corta.
«Una capa más gruesa de LiF puede ayudar a mejorar la pasivación, pero conlleva una considerable pérdida resistiva indeseable», dijeron entonces los investigadores. «No obstante, la molécula EDAI puede pasivar químicamente las zonas no pasivadas que no están en contacto con la capa de LiF, formando contactos localizados a nanoescala en la interfaz perovskita/C60, lo que puede proporcionar un equilibrio óptimo entre pasivación y extracción de carga».
Los investigadores añadieron que lograron un «mejor» acoplamiento estructural entre la célula superior de perovskita y la inferior de silicio cristalino gracias a una tecnología patentada para células solares de heterounión de silicio con una superficie texturizada asimétrica. «La superficie frontal de esta célula de silicio tiene una superficie de textura fina, lo que facilita la preparación en solución de la película de perovskita, mientras que la superficie posterior de la célula de silicio utiliza una superficie texturizada estándar de gran tamaño para lograr una mejor pasivación y respuesta espectral infrarroja», afirmaron.
Gracias a la bicapa LiF/EDAI se consiguió aumentar la tensión de circuito abierto y el factor de llenado del dispositivo, que alcanzaron valores de 1,97 V y 83,0%, respectivamente, ya que suprimió la recombinación interfacial junto con una extracción de carga más eficiente en la interfaz de la capa de transporte de electrones (ETL).
El trabajo de investigación recibió un fuerte apoyo de la Universidad de Suzhou, el Instituto de Investigación de Energía Limpia de Huaneng y la Universidad Politécnica de Hong Kong (HKPU).
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