El fabricante chino de módulos fotovoltaicos Longi anunció que ha alcanzado una eficiencia de conversión energética del 33,35 % en una célula solar tándem flexible de perovskita y silicio de 1 cm2.
El resultado ha sido certificado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU.
«La célula se fabricó sobre una oblea de silicio de 60 μm de espesor y se puede doblar por la mitad con un radio de curvatura de hasta 15 mm», explicó un portavoz de la empresa a pv magazine. «Solo pesa 4,38 g».
El dispositivo tándem superior se creó utilizando una estrategia de doble capa tampón, que según Longi mejora la adhesión interfacial al tiempo que mantiene una extracción de carga eficiente. La adhesión interfacial es especialmente importante en los dispositivos tándem flexibles, que soportan una mayor tensión mecánica por flexión en comparación con las celdas rígidas.
Para solucionar este problema, el equipo aplicó una primera capa amortiguadora de óxido de estaño (SnOx) para proteger las capas de perovskita y transporte durante el proceso de pulverización de óxido conductor transparente, realizado mediante deposición de capas atómicas (ALD). A continuación, se depositó una segunda capa de SnOx mediante deposición química en fase de vapor (CVD) para mejorar la extracción de carga y reducir las pérdidas resistivas en la interfaz con la capa de buckminsterfullereno (C60), que es propensa a la delaminación bajo estrés ambiental.
La célula superior resultante presenta una estructura de contacto de doble capa de SnOx, la capa de C60, un contacto trasero transparente de óxido de indio y zinc (IZO), un contacto metálico de plata (Ag), un absorbedor de perovskita, una capa de fluoruro de litio (LiF) y una capa de transporte de huecos de monocapa autoensamblada compuesta de diioduro de etilendiamonio (EDAI).
Longi no reveló si la célula de silicio inferior utiliza un diseño de heterounión (HJT) o TOPCon.
Probada en condiciones de iluminación estándar, la célula tándem de 1 cm2 alcanzó una eficiencia del 33,35 %, un voltaje de circuito abierto de 1,996 V, una densidad de corriente de cortocircuito de 19,77 mA/cm2 y un factor de llenado del 84,5 %.
Con el mismo diseño de célula, los científicos de la empresa también construyeron una célula de 260 cm2 basada en obleas M6 con una eficiencia del 29,8 %, resultado que fue verificado por el Fraunhofer ISE CalLab de Alemania.
«Las celdas solares tándem modificadas demuestran una buena durabilidad, conservando más del 97 % de su eficiencia inicial de conversión de energía después de 43 000 ciclos de flexión bajo un radio de curvatura máximo de alrededor de 40 mm en el aire, y alrededor del 97 % después de 250 ciclos de pruebas térmicas», afirmó el fabricante.
El diseño de la célula se describió en «Flexible perovskite/silicon tandem solar cell with a dual buffer layer» (Célula solar tándem flexible de perovskita/silicio con doble capa tampón), publicado en Nature.
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