El récord mundial actual de celdas solares en tándem que consisten en una celda inferior de silicio y una celda superior de perovskita está una vez más en HZB. La nueva célula solar en tándem convierte el 32,5 % de la radiación solar incidente en energía eléctrica. El instituto certificador European Solar Test Installation (ESTI) en Italia midió la celda tándem y confirmó oficialmente este valor, que también está incluido en la tabla NREL de tecnologías de celdas solares, mantenida por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable de EE. UU.

Los científicos de HZB podrían mejorar significativamente la eficiencia de las células solares en tándem de perovskita/silicio. « Este es un gran paso adelante que no previmos hace unos meses. Todos los equipos involucrados en HZB, especialmente el Centro de Competencia PV (PVComB) y los equipos de laboratorio de Innovación HySPRINT han trabajado juntos con éxito y pasión », dice Profesor Steve Albrecht.

Modificaciones de interfaz

Su equipo usó una composición de perovskita avanzada con una modificación de interfaz muy inteligente. Los autores principales, los posdoctorados Dr. Silvia Mariotti y el Dr. Eike Köhnen en el equipo de Albrecht, desarrollaron una modificación de la interfaz para reducir las pérdidas de recombinación del portador de carga y aplicaron un análisis detallado para comprender las propiedades específicas de la modificación de la interfaz. Luego, estos desarrollos se implementaron con éxito en células solares en tándem y, con la ayuda de la estudiante de maestría Lea Zimmermann, se combinaron con otras mejoras ópticas.

Además, muchos más científicos y técnicos ayudaron a desarrollar y fabricar las células en tándem para lograr este éxito. En conjunto, la interfaz y las modificaciones ópticas permitieron fotovoltajes más altos (voltaje de circuito abierto) y dieron como resultado un nuevo récord de eficiencia para esta fascinante tecnología tándem.

Progreso rápido

Hay un desarrollo de eficiencia continuo por parte de varios institutos de investigación y empresas en los últimos años y, especialmente, el último mes fue bastante emocionante para el campo : varios equipos de HZB lograron un valor récord a fines de 2021 con una eficiencia de 29.8% que fue realizado por nanotexturas periódicas. Más recientemente, en el verano de 2022, la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suiza, informó por primera vez una celda tándem certificada por encima de la barrera del 30 % con un 31,3 %, lo que representa un notable salto de eficiencia con respecto al valor de 2021.

Con el nuevo valor certificado del 32,5 %, el récord vuelve a estar en HZB. « Estamos muy entusiasmados con el nuevo valor, ya que demuestra que la tecnología en tándem de perovskita/silicio es muy prometedora para contribuir a un suministro de energía sostenible », dice Albrecht.

El director científico de HZB, el Prof. Bernd Rech, enfatiza : « Con un 32,5 por ciento, la eficiencia de las células solares de los tándems HZB se encuentra ahora en rangos que antes solo se alcanzaban con los costosos semiconductores III/V. El gráfico NREL muestra claramente cuán espectaculares los dos últimos aumentos de EPFL y HZB realmente lo son ».