Un módulo solar de perovskita del tamaño de una hoja de papel A4, que es casi seis veces más grande que 10x10 cm ² módulos de ese tipo informados anteriormente, ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad de Swansea, mediante el uso de técnicas de impresión simples y de bajo costo.

El avance muestra que la tecnología funciona a mayor escala, no solo en el laboratorio, lo cual es fundamental para alentar a la industria a asumirlo.

Cada una de las muchas células individuales que forman el módulo está hecha de perovskita, un material de creciente interés para los investigadores solares, ya que se puede fabricar de forma más fácil y económica que el silicio, el material más utilizado para las células solares.

Las células solares de perovskita también han demostrado ser muy eficientes, con puntuaciones de eficiencia de conversión de energía (PCE), la cantidad de luz que incide en una celda y la convierte en electricidad, de hasta el 22% en pequeñas muestras de laboratorio.

El equipo trabaja para el SPECIFIC Innovation and Knowledge Center dirigido por Swansea University. Usaron un tipo de celda existente, una celda solar de perovskita de carbono (C-PSC), hecho de diferentes capas:titania, circonio y carbón en la parte superior, todos imprimibles.

Aunque su eficiencia es menor que la de otros tipos de células de perovskita, Los C-PSC no se degradan tan rápido, habiendo probado ya más de 1 año de funcionamiento estable bajo iluminación.

El avance del equipo de Swansea proviene de la optimización del proceso de impresión en sustratos de vidrio del tamaño de una hoja de papel A4. Se aseguraron de que las capas estampadas estuvieran perfectamente alineadas a través de un método llamado registro, bien conocido en la industria de la impresión.

Todo el proceso de fabricación se realizó al aire, en condiciones ambientales, sin requerir los costosos procesos de alto vacío que se necesitan para la fabricación de silicio.

El equipo de Swansea logró un buen desempeño para sus módulos:

• hasta 6.3% de eficiencia de conversión de energía (PCE) cuando se evalúa con el estándar "1 sol", es decir, luz solar completa simulada. Esto es líder mundial para un dispositivo C-PSC de este tamaño.
• 11% PCE a 200 lux, aproximadamente equivalente a los niveles de luz en una sala de estar promedio
• 18% PCE a 1000 lux, equiparando a los niveles de luz en un supermercado medio.

Las clasificaciones de alta eficiencia en condiciones de iluminación interior demuestran que esta tecnología tiene potencial no solo para la generación de energía en exteriores, sino también para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como teléfonos inteligentes y sensores, en interiores.

Dra. Francesca De Rossi, becario de transferencia de tecnología en el SPECIFIC Innovation and Knowledge Center de la Universidad de Swansea, dijo:

“Nuestro trabajo muestra que las células solares de perovskita pueden ofrecer un buen rendimiento incluso cuando se producen a una escala mayor de lo que se ha informado hasta ahora dentro de la comunidad científica. Esto es vital para que la fabricación sea económica y atractiva para la industria.

La clave de nuestro éxito fue el proceso de serigrafía. Optimizamos esto para evitar defectos causados ​​por la impresión de áreas tan grandes. El registro preciso de capas y el patrón de la capa de bloqueo ayudaron a mejorar las conexiones entre celdas, impulsar el rendimiento general.

Todavía hay más trabajo por hacer, por ejemplo, al aumentar el área activa, el porcentaje de la superficie del sustrato que se utiliza realmente para producir energía. Ya estamos trabajando en eso.

Pero este es un avance importante de nuestro equipo, que puede ayudar a allanar el camino para la próxima generación de células solares "

El estudio se publica en Tecnologías de materiales avanzadas .