Una célula solar flexible de perovskita con una capa de transporte de electrones de óxido de estaño alcanza una eficiencia del 25,09%
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Investigadores chinos desarrollan células solares de perovskita flexibles con alta eficiencia y estabilidad
Fecha de publicación: abril 4, 2024
Autor: Emiliano Bellini
Investigadores de la Universidad china de Tsinghua han desarrollado una célula solar de perovskita flexible basada en una capa de transporte de electrones (ETL) de óxido de estaño (SnO2). La novedad del diseño de célula propuesto consiste en el método de deposición por baño químico (CBD) utilizado para depositar el SnO2 sobre el sustrato flexible.
Este avance contribuye al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular al ODS 7: Energía asequible y no contaminante, ya que las células solares de perovskita son una fuente de energía renovable que puede ser utilizada en diversos campos, desde la tecnología vestible hasta las soluciones de energía renovable a gran escala.
El método CBD utilizado en esta investigación difiere de investigaciones anteriores al utilizar sulfato de estaño (SnSO4) en lugar de cloruro de estaño(II) (SnCl2) como precursor del estaño para depositar el SnO2, lo que hace que el nuevo método sea compatible con sustratos flexibles sensibles a los ácidos. Además, el sulfato SO42- residual que queda tras la CBD basada en SnSO4 beneficia la estabilidad de la célula solar de perovskita debido a la fuerte coordinación entre el plomo (Pb2+) de la perovskita y el SO42- del SnO2.
La calidad de la ETL es clave para conseguir altas eficiencias de conversión de potencia en células solares flexibles de perovskita. El SnO2 fue elegido debido a su alta movilidad de carga masiva, amplio bandgap y buena alineación de bandas de energía con la perovskita. Sin embargo, el crecimiento incontrolado de nanocristales durante el proceso CBD puede dar lugar a una ventana de deposición estrecha para la película de SnO2 de alta calidad, lo que a su vez puede conducir a una reproducibilidad insatisfactoria.
La célula solar desarrollada por los investigadores se construyó con un sustrato de óxido de indio y estaño (ITO) y tereftalato de polietileno (PET), la ETL de SnO2, un absorbente de perovskita, una capa de transporte de huecos (HTL) basada en spiro-OMeTAD y un contacto metálico de oro (Au).
En las pruebas realizadas, el dispositivo alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 25,09%, una tensión de circuito abierto de 1,188 V, una densidad de corriente de cortocircuito de 25,29 mA cm-2 y un factor de llenado del 83,5%. La eficiencia de la célula fue certificada en un 24,90% por una entidad de pruebas no especificada.
Además, el dispositivo demostró ser capaz de conservar el 90% de la eficiencia inicial tras 10.000 ciclos de flexión. Esto demuestra el potencial de reutilización del baño químico utilizado en el proceso CBD, lo que resulta muy prometedor para aplicaciones a gran escala.
El objetivo último de esta investigación es que estas células solares flexibles de perovskita de alta eficiencia pasen de la escala de laboratorio a la producción industrial, lo que permitirá una aplicación comercial generalizada de esta tecnología en diversos campos, desde la tecnología vestible hasta las soluciones de energía renovable a gran escala.
Referencia: 25% – Efficiency flexible perovskite solar cells via controllable growth of SnO2
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Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados
- Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
- Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles
- Objetivo 13: Acción por el clima
Metas específicas de los ODS identificadas
- Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en la matriz energética global
- Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para apoyar el desarrollo sostenible
- Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades
- Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales
Indicadores de los ODS mencionados en el artículo
- Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en la matriz energética total
- Indicador 9.4.1: Valor agregado manufacturero como porcentaje del producto interno bruto y empleo total
- Indicador 11.6.1: Porcentaje de ciudades con un plan de acción para reducir el impacto ambiental
- Indicador 13.2.1: Integración de medidas de cambio climático en políticas, estrategias y planes nacionales
Tabla de ODS, metas e indicadores
| ODS | Metas | Indicadores |
|---|---|---|
| Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante | Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en la matriz energética global | Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en la matriz energética total |
| Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura | Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para apoyar el desarrollo sostenible | Indicador 9.4.1: Valor agregado manufacturero como porcentaje del producto interno bruto y empleo total |
| Objetivo 11: Ciudades y comunidades sostenibles | Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades | Indicador 11.6.1: Porcentaje de ciudades con un plan de acción para reducir el impacto ambiental |
| Objetivo 13: Acción por el clima | Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales | Indicador 13.2.1: Integración de medidas de cambio climático en políticas, estrategias y planes nacionales |
El artículo aborda principalmente el desarrollo de una nueva técnica de deposición en baño químico para células solares de perovskita flexible. Este avance tecnológico está relacionado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) mencionados anteriormente.
En términos de metas específicas de los ODS, el artículo se relaciona con la meta 7.2 de aumentar la proporción de energía renovable en la matriz energética global, la meta 9.4 de mejorar la infraestructura tecnológica para apoyar el desarrollo sostenible, la meta 11.6 de reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades y la meta 13.2 de integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales.
En cuanto a los indicadores de los ODS mencionados, se pueden utilizar el indicador 7.2.1 para medir la proporción de energía renovable en la matriz energética total, el indicador 9.4.1 para medir el valor agregado manufacturero como porcentaje del producto interno bruto y empleo total, el indicador 11.6.1 para medir el porcentaje de ciudades con un plan de acción para reducir el impacto ambiental y el indicador 13.2.1 para medir la integración de medidas de cambio climático en políticas, estrategias y planes nacionales.
En resumen, el artículo se relaciona con los ODS 7, 9, 11 y 13, y se pueden identificar metas específicas y indicadores relevantes para medir el progreso hacia estos objetivos.
¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.
Fuente: pv-magazine-mexico.com
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