La fotovoltaica de perovskita ha demostrado ser muy prometedora
en cuanto a la eficiencia de los dispositivos, pero también en cuanto a la
escalabilidad mediante la fabricación procesada en disolución. Los esfuerzos
por escalar las perovskitas se han llevado a cabo mediante andamiajes
mesoporosos imprimibles y el recubrimiento de sustratos flexibles rollo a rollo
(R2R).
Sin embargo, hasta la fecha no se han demostrado dispositivos
totalmente recubiertos con R2R debido a la falta de un electrodo posterior
compatible procesable en solución; en su lugar, se emplean contactos metálicos
evaporados de alto valor como postproceso.
Los ingenieros del Centro de Innovación
y Conocimiento SPECIFIC de la Universidad de Swansea han establecido una
formulación de tinta de carbono de bajo coste y escalable capaz de liberar, por
primera vez, el potencial de fabricación a escala de células solares de
perovskita.
Los investigadores utilizaron el
recubrimiento de matrices de ranura en un proceso de rollo a rollo (R2R) para
desarrollar un sistema fotovoltaico (FV) de perovskita «totalmente imprimible».
Buscaban una alternativa al electrodo de oro que suele aplicarse mediante un
costoso y lento proceso de evaporación una vez impreso el dispositivo.
La clave estaba en encontrar la mezcla
de disolventes adecuada, que se secara como una película sin disolver la capa
subyacente. El análisis de difracción de rayos X demostró que la tinta de
electrodos de carbono es capaz de ello cuando se formula con un sistema de
disolventes ortogonal. Esta innovadora capa puede aplicarse de forma continua y
compatible con las capas subyacentes a baja temperatura y alta velocidad.
David
Beynon, investigador principal de SPECIFIC.
El nuevo dispositivo totalmente recubierto con R2R se imprimió
en un sustrato flexible de 20 m de longitud. En las pruebas de laboratorio, los
dispositivos con electrodos de carbono proporcionaron un rendimiento
fotovoltaico similar al de los electrodos de oro evaporado convencionales. En concreto,
los resultados mostraron que se alcanzan eficiencias de dispositivo a pequeña
escala del 13-14%, igualando el rendimiento del dispositivo de electrodos de
oro evaporado.
Las
ventajas adicionales incluyen un mejor rendimiento a temperaturas más altas y
una mayor estabilidad a largo plazo. Además, este prototipo de perovskita
totalmente recubierto de R2R alcanzó una eficiencia de conversión de potencia
estabilizada superior al 10% (10,8), con una estabilidad a largo plazo sin
encapsular que retuvo el 84% de su eficiencia original durante 1000 horas.
No hay comentarios:
Publicar un comentario