La perovskita es el centro de atención de los investigadores para lograr mayores niveles de eficiencia, pero presenta el desafío de ser un material poco estable y tóxico. Sin embargo, un estudio australiano ha desarrollado una alternativa viable con un elemento que ha empezado a superar sus niveles de eficiencia: la kesterita.
En corto. Los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur de Sídney han establecido un nuevo récord mundial de eficiencia del 13,2% en células solares de kesterita (CZTS). El proceso que han utilizado para lograrlo ha sido mediante hidrógeno y las células eran de banda ancha.
La profesora Xiaojing Hao y su equipo de la Escuela de Ingeniería Fotovoltaica y de Energía Renovable han explicado que la kesterita ya había sido utilizada en investigaciones previas, pero su eficiencia máxima se había estancado en el 11% durante los últimos seis años debido a los defectos generados durante su producción.
¿Por qué Kesterita? Este material es una opción respetuosa con el medio ambiente, barata de fabricar y mantiene un rendimiento fotovoltaico a largo plazo. Además, está formada por cobre, zinc, estaño y azufre, los cuales son abundantes y no tóxicos. De esta manera, la kesterita se convierte en una opción más sostenible frente otro tipo de células solares.
¿Cómo lo han hecho? Para mejorar las células solares de kesterita, los científicos han utilizado hidrógeno a través de un tratamiento térmico. Este proceso, conocido como pasivación, consiste en la introducción de hidrógeno para reducir los defectos presentes en el material durante la producción de la kesterita. De esta manera, el hidrógeno ha modulado esos defectos, minimizando su impacto y aumentando la eficiencia en la conversión de la luz solar en electricidad.
Perovskita vs Kesterita. A pesar de alcanzar grandes cuotas de eficiencia en laboratorio, como un 40% y ya se pueden observar paneles solares de perovskita comercializados al menos en China y también en tándem sobre silicio. Sin embargo, este tipo de células contiene plomo, un elemento que al disolverse en agua es contaminantes.
Por su parte, la kesterita es una alternativa más sostenible y segura, se espera que la potencia siga aumentando y el bajo impacto ambiental la convierten en una opción atractiva cara al futuro.
¿En tándem? En el desarrollo de la investigación han planteado que el uso de CZTS puede utilizarse en tándem, una tecnología que combina dos o más tipos de células solares. Según la profesora Hao, si el CZTS logra alcanzar una eficiencia del 20%, este material sería la solución de la energía solar, porque cumple con todos los criterios ideales: abundante, ecológico y con buenas propiedades optoelectrónicas.
Previsiones. Los investigadores UNSW de Sídney esperan que la eficiencia del CZTS alcance el 15% en el próximo año y que su comercialización ocurra alrededor de 2030. Aunque aún queda trabajo por hacer para reducir los defectos en la fabricación y mejorar el rendimiento.
Imagen | UNSW Sydney
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La noticia Las perovskitas han roto todos los récord solares, pero ya tienen remplazo: los paneles solares de kesterita fue publicada originalmente en Xataka por Alba Otero .
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