Avance revolucionario: paneles solares avanzados con mayor eficiencia

Científicos de Hong Kong han identificado y abordado una deficiencia clave de los paneles solares de perovskita, allanando el camino para su uso generalizado y una mayor eficiencia de conversión de energía solar. .

Avance de la energía solar

Paneles de perovskita: potencial y desafíos

{{|0| } Expertos de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) han logrado un avance significativo en el campo de la energía solar. Descubrieron y resolvieron un problema que anteriormente había impedido la adopción generalizada de paneles solares de perovskita de alta eficiencia.

Los paneles solares comerciales modernos suelen exhibir eficiencias de conversión de energía (ECE) en el rango del 15-20%. Esto significa que, en condiciones óptimas, no pueden convertir en electricidad más de una quinta parte de la luz solar que les llega. En condiciones climáticas desfavorables esta cifra es aún menor.

Ventajas de las tecnologías de perovskita

El uso de perovskita permite alcanzar un EPE de hasta el 33%, lo que es significativamente mayor que el de los paneles tradicionales. Además, las células solares de perovskita se caracterizan por menores costes de producción y respeto al medio ambiente. Se pueden producir en diferentes variaciones de color, lo que facilita su integración en el entorno urbano.

Problema clave y solución

Sin embargo, la perovskita tenía un inconveniente importante: la inestabilidad bajo fluctuaciones repentinas de temperatura y la exposición prolongada a la humedad y el oxígeno. Este problema ha sido el principal obstáculo para la aplicación comercial a gran escala de paneles de perovskita.

Un equipo de científicos dirigido por el profesor asociado de HKUST, Zhou Yuanyuan, examinó la microestructura de perovskita y descubrió que los granos cristalinos del material tienen concavidades en la superficie. Estas irregularidades comprometen la integridad estructural de la película de perovskita, provocando su falla en diversas condiciones de operación.

Método de procesamiento innovador

Los investigadores han desarrollado un método para procesar material de perovskita utilizando la molécula tensioactiva tridecafluorohexano-1 sal de potasio. ácido sulfónico. Este enfoque promueve la difusión de iones en la producción de películas para paneles solares.

Las células solares creadas con material de perovskita procesado han demostrado una mayor eficiencia y estabilidad en condiciones de alta humedad y temperatura, así como en pruebas de ciclos térmicos y seguimiento del punto de máxima potencia.

La estructura y geometría de los granos de cristal individuales desempeñan un papel clave en el rendimiento de los semiconductores de perovskita y las células solares, dijo Zhou.

Glosario

• HKUST - Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, una institución educativa líder en el campo de la ingeniería y la investigación tecnológica
• Perovskita: una clase de materiales con una estructura cristalina especial, prometedora para su uso en energía solar
• EPE - eficiencia de conversión de energía, una medida de la capacidad de los paneles solares para convertir la luz solar en electricidad
• Zhou Yuanyuan - Profesor asociado en HKUST, líder de un grupo de investigación trabajando para mejorar las células solares de perovskita
• La sal potásica del ácido tridecafluorohexano-1-sulfónico es un tensioactivo utilizado para procesar material de perovskita

Referencias

• ingeniería interesante

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