Investigadores de la Universidad de Manchester están utilizando partículas de poliestireno en lugar de costosos polímeros para fabricar la próxima generación de células solares. que se utilizan para fabricar paneles solares, más estable e incluso más barato.

La medida podría reducir significativamente el costo de producción y fabricación de las células solares. hacer que la electricidad sea más barata en el futuro para el público en un momento en que los precios de la energía están aumentando.

La investigación, publicado por The Royal Society of Chemistry en la revista Nanoescala , muestra cómo los científicos de la Universidad de Manchester están utilizando partículas de microgel de poliestireno aislante para reducir los costos y mejorar la estabilidad de las células solares de perovskita o PSC.

Los PSC son un nuevo tipo de panel solar y el Foro Económico Mundial los considera una de las diez principales tecnologías emergentes. Esto se debe a que tienen aumentos sin precedentes en su tasa de eficiencia de conversión de energía y potencialmente tienen un costo por vatio relativamente bajo.

Los paneles solares son ahora comunes en casas y edificios en todo el Reino Unido, pero su uso generalizado todavía se ve obstaculizado por los altos costos de producción. Estos paneles fotovoltaicos (PV) tradicionales incorporan silicio para recolectar la luz que se convierte en energía, pero es costoso, material de alto consumo energético para producir. Investigaciones recientes se han centrado en los fotovoltaicos que utilizan un compuesto más barato, perovskita, como la capa de recolección de luz en lugar de silicio.

La eficiencia de conversión de energía de PSC ahora se acerca a la paridad con la tecnología solar fotovoltaica establecida, que tardó décadas en llegar. Entonces, con el potencial de lograr eficiencias aún mayores en un tiempo mucho más corto y sus costos de producción relativamente bajos, Los PSC se están volviendo ahora más atractivos comercialmente.

Sin embargo, Los PSC actuales suelen utilizar perovskita de haluro organometálico (OHP) como absorbente de luz, que se degrada fácilmente cuando se expone al agua. Esto hace que su uso práctico sea limitado, especialmente en el clima del Reino Unido. Las células también dependen de una capa de transporte de huecos, que promueve el movimiento eficiente de la corriente eléctrica después de la exposición a la luz solar. Pero la fabricación de materiales orgánicos para transporte de pozos es muy costosa y carecen de estabilidad a largo plazo. Aquí es donde entra en juego el uso de partículas de microgel de poliestireno aislante.

Profesor Brian Saunders, Profesor de Química de Polímeros y Coloides de la Escuela de Materiales de la Universidad de Manchester, dice:"Se requiere más investigación para permitir que se aproveche todo el potencial de la emocionante tecnología PSC. Mejorar la estabilidad de la PSC y reducir el uso de material costoso de transporte de pozos (HTM) son dos aspectos que están ganando mayor atención. Es por eso que estamos buscando la mejor forma de producir PSC, mantenlos secos y hazlos aún más viables comercialmente en el futuro ".

Explica:"La capa de perovskita en las células solares no es inherentemente inestable, pero la capa HTM requerida es. Las capas de HTM hechas de polímeros congregados son delgadas pero también son relativamente caras y contribuyen a una parte significativa del costo total de la celda solar. En este estudio utilizamos poliestireno, que es 1 diezmilésima parte del costo de producción de los polímeros, y también es hidrófobo, lo que ayuda a mejorar la estabilidad de las PSC. En general, la estabilidad mejorada y los costos de producción más bajos superan con creces cualquier disminución de la eficiencia ".

En el futuro, el profesor Saunders desea perfeccionar aún más el enfoque de microgel para minimizar el impacto en la eficiencia y trabajar para reducir el contenido de plomo tóxico en los PSC.