Un equipo de investigación formado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) en Corea del Sur y la Universidad de Corea ha desarrollado una tecnología que aumenta significativamente la eficiencia de los dispositivos de células solares mediante la integración de capas fotoactivas de perovskitas de haluro de estaño y plomo (TLHP) con capas de puntos cuánticos.
La innovación clave radica en la creación de una fina capa de película que une los materiales combinados, lo que da como resultado un aumento sustancial en la eficiencia del dispositivo. Esta capa de unión fortalece el campo eléctrico interno, reduce los defectos en la interfaz y mejora el movimiento de las cargas eléctricas, mejorando así la eficiencia de extracción de cargas.
Uno de los desafíos del haluro de estaño y plomo es su limitada brecha de energía entre bandas, a pesar de sus excelentes capacidades de absorción de luz en la región del infrarrojo. La presencia de defectos internos y distancias cortas de movimiento de carga ha dificultado la extracción estable de carga en el pasado. Para abordar este problema, el equipo de investigación cubrió puntos cuánticos de perovskita con una fina película sobre la capa de perovskita de estaño y plomo, mitigando este problema y mejorando la estabilidad.
Al aplicar material de puntos cuánticos a la superficie de la película TLHP, los investigadores redujeron significativamente los defectos superficiales en el punto cuántico, mejorando la estabilidad de la película delgada. Además, la alineación de los niveles de energía y la recolección eficiente de cargas eléctricas, permitidas por las propiedades únicas de los materiales, ahora permiten una mejor extracción de electrones y una mayor extracción de cargas eléctricas generadas por la luz solar.
Eficiencia de conversión del 23,74%
El dispositivo de celda solar fabricado con esta tecnología logró una eficiencia de conversión fotoeléctrica del 23,74% para TLHP, lo que supone un aumento de aproximadamente el 20% respecto a los métodos existentes. Los hallazgos de los investigadores se han publicado en la versión online de Advanced Energy Materials.
Los investigadores destacaron la importancia de integrar las tecnologías de células solares de perovskita y puntos cuánticos, subrayando el potencial de las células solares de alta eficiencia en el futuro. Este avance abre nuevas posibilidades para el desarrollo de células solares de próxima generación con mayor rendimiento y eficiencia.