Casi todas las células solares comerciales están hechas de silicio. Estos solo pueden convertir una banda de frecuencia estrecha de luz solar en electricidad. La luz que está demasiado fuera de este rango pasa directamente o se pierde en forma de calor, lo que da a las células de silicio un límite de eficiencia teórico de alrededor del 29,4 por ciento.
En teoría, este límite podría ser mayor si se apila encima de la capa de silicio otro material que genera electricidad a partir de la luz en un rango de frecuencia diferente. La perovskita, un cristal de titanio y calcio, se adapta bien a esto porque absorbe mejor la luz más cercana al espectro infrarrojo, pero ha resultado difícil lograr que sea eficiente. Esto se debe a los electrones descarriados que se reabsorben en el cristal antes de que puedan convertirse en corriente.
Ahora, dos grupos de investigación han encontrado formas de emparejar perovskita con silicio y lograr una mayor eficiencia.
Para hacer que el silicio y la perovskita trabajen juntos, Mentón Xin-Yu en el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana y sus colegas utilizaron un proceso de dos pasos. La celda de silicio se recubre primero con una capa ajustada de precursores químicos, antes de agregar una segunda capa de químicos para convertir los precursores en perovskita. Este proceso provoca menos defectos en la interfaz silicio-perovskita, dice Chin, y por lo tanto aumenta el número de electrones disponibles para la corriente. El dispositivo del equipo tiene una eficiencia del 31,2 por ciento.
En un estudio separado, silvia mariotti en Helmholtz-Zentrum Berlin y sus colegas inyectaron yoduro de piperazinio líquido en la capa de perovskita, que también pareció reducir los electrones descarriados, logrando una eficiencia del 32,5 por ciento.
“La eficiencia es fenomenal”, dice kyle frohna en la Universidad de Cambridge. Sin embargo, estas cifras se limitan actualmente a tamaños de celdas solares mucho más pequeños de lo que se requeriría para uso comercial, dice.
En mayo, la firma solar Oxford PV demostró que células en tándem de perovskita-silicio podrían fabricarse a una escala lista para la producción, aunque tenían un nivel de eficiencia ligeramente inferior del 28 por ciento.
“Si podemos hacerlos a gran escala, lo que parece que algunas empresas pueden hacer, genial”, dice Frohna. «La única advertencia es que queremos asegurarnos de que sean lo suficientemente estables para durar un largo período de tiempo».
