Una sola molécula aumenta la eficiencia y la vida útil de las células solares de perovskita
Fotografía del proceso de preparación de películas de perovskita de área grande por cubierta de cuchillas. Crédito: ciencia (2025). Doi: 10.1126/science.Adv4701
Un nuevo estudio en la ciencia muestra que la incorporación de una molécula sintética en el diseño mejora la eficiencia energética y la longevidad de las células solares de perovskita. Los beneficios de la molécula, conocido como CPMAC, se encontraron a través de una colaboración internacional que incluía la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah (KAUST).
CPMAC es una abreviatura de una sal iónica sintetizada de Buckminsterfullereno, un sólido negro hecho de átomos de carbono conocidos como C₆₀. Las células solares de perovskita se realizan típicamente con C₆₀, lo que ha contribuido a registrar la eficiencia energética. Si bien es preferido, C₆₀ también limita el rendimiento y la estabilidad de las células solares, lo que lleva a los científicos a explorar materiales alternativos.
“Durante más de una década, C₆₀ ha sido un componente integral en el desarrollo de células solares de perovskita. Sin embargo, las interacciones débiles en la interfaz de perovskita/C₆₀ conducen a la degradación mecánica que compromete a la estabilidad de las células solares a largo plazo. Para abordar esta limitación, diseñamos una sal iónica de C₆₀ derivada, CPMAC, para mejorar significativamente la estabilidad de la estabilidad de la estabilidad de la verovskita, lo que explicó las células solares,”, explicó la saltinera, “, explicó el ritmo de la ventaja,”, explicó el ritmo de la copa de la rentabilidad, “. Facultad del Centro de Excelencia Kaust para Energía Renovable y Tecnologías Sostenibles (CREST), que dirigieron las contribuciones de Kaust a la investigación.
La química de CPMAC mejoró las propiedades electrónicas de las células solares. Las células con CPMAC tenían una eficiencia de conversión de energía, una métrica estándar utilizada para evaluar la eficiencia energética de las células solares, eso fue 0.6% más alta que las células solares construidas con C₆₀.
Si la planta de energía promedio produce 1 gigavatio de potencia, entonces menos de una diferencia del 1% aún sería suficiente para alimentar 5,000 casas adicionales.
“Cuando tratamos la escala de una estación de energía típica, la electricidad adicional generada incluso a partir de una fracción de un punto porcentual es bastante significativa”, dijo Hongwei Zhu, un científico investigador de Kaust que también contribuyó al estudio.
Además, las células solares CPMAC mostraron una caída en su eficiencia de conversión de energía que fue un tercio que la de las células solares de C₆₀ cuando los dos tipos estaban expuestos a temperaturas aficionadas a diferentes humididades durante más de 2,000 horas, un punto de referencia para probar la estabilidad de las células solares.
Las diferencias entre los dos tipos se hicieron más evidentes en ensamblarlos en módulos que consisten en cuatro células solares, un modelo simplificado de un panel solar, que generalmente consiste en algún lugar entre 50 y 100 células.
Estos beneficios se atribuyeron a los defectos reductores de CPMAC en un componente clave de la célula solar conocida como la capa de transferencia de electrones mediante la creación de enlaces iónicos con la perovskita en lugar de los enlaces más débiles de van der Waals hechos con C₆₀.
Más información: Shuai You et al, C. Doi: 10.1126/science.Adv4701
Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología del Rey Abdullah
Cita: Una sola molécula aumenta la eficiencia y la vida útil de las células solares de perovskita (23 de abril, 23 de abril) recuperada el 23 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-molecule-boosts-perovskite-solar-cell.html
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