La perovskita es uno de los nuevos materiales más prometedores para la tecnología de células solares. Ahora, los ingenieros de la Universidad de Rochester han desarrollado una nueva forma de conseguir más del triple de eficiencia del material agregando una capa de plata reflectante debajo.
Hasta ahora, el silicio ha sido el material de referencia para fabricar las células de los paneles solares, debido principalmente a su abundancia y eficiencia para convertir la luz en corriente eléctrica. Pero en los últimos tiempos, la perovskita ha ido poniendo en cuestión el dominio del silicio, ya que es mucho más barata y ya ha alcanzado al silicio en eficiencia.
Aumentando la eficiencia de la perovskita
Esta paridad en eficiencia entre perovskita y silicio va a cambiar gracias al trabajo en investigación de los ingenieros de la Universidad de Rochester. Su nuevo estudio ha aumentado la eficiencia de la perovskita tres veces y media, sin siquiera modificar el material en sí. En cambio, el equipo de investigación descubrió que agregar una capa de un material diferente debajo cambió las interacciones de los electrones en la perovskita, reduciendo un proceso de agotamiento de energía.
Las perovskitas y otros materiales fotovoltaicos generan electricidad al permitir que la luz del sol excite los electrones del material, lo que hace que salten fuera de sus átomos, listos para ser guiados y generar una corriente eléctrica. Pero a veces, los electrones vuelven a caer en los «agujeros» que dejaron atrás, lo que reduce la corriente general y, como tal, la eficiencia del material. Esto es lo que se conoce como recombinación de electrones.
Paneles solares con plata
Los investigadores de la Universidad de Rochester descubrieron que podían reducir drásticamente la recombinación de electrones en la perovskita al colocarla sobre un sustrato compuesto de plata sola o capas alternas de plata y óxido de aluminio.
El equipo dice que al hacerlo se crea una especie de espejo que produce imágenes invertidas de los pares de electrones y huecos, lo que reduce la probabilidad de que los electrones se recombinen con los huecos. En las pruebas, los ingenieros demostraron que agregar estas capas aumentó la eficiencia de conversión de luz en 3,5 veces.
“Una pieza de metal puede hacer tanto trabajo como la ingeniería química compleja en un laboratorio”, dijo Chunlei Guo, autor principal del estudio. “A medida que surgen nuevas perovskitas, podemos usar nuestro método basado en la física para mejorar aún más su rendimiento”.
“Nadie más ha llegado a esta observación en perovskitas. De repente, podemos poner una plataforma de metal debajo de una perovskita, cambiando por completo la interacción de los electrones dentro de la perovskita. Por lo tanto, usamos un método físico para diseñar esa interacción”, concluye Guo.
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