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El grafeno ayuda a la estabilidad de las células solares de perovskita

Científicos de la EPFL han mejorado la estabilidad operacional de las células de perovskita con la introducción de tiocianato de cobre protegido por una fina capa de óxido de grafeno reducido.

Un grupo de científicos de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en Suiza, ha conseguido un alto nivel de estabilidad operacional para células solares de perovskita basadas en tiocianato de cobre (CuSCN).

Los progresos en el desarrollo de la durabilidad de las células se realizaron después de someterlas a test de envejecimiento acelerado. Con una fina capa de óxido de grafeno reducido, el rendimiento se redujo en menos del 5 % cuando las células se expusieron a luz solar a 60°C por más de 1.000 horas.

Los investigadores afirman que han obtenido los mayores niveles de estabilidad alcanzados hasta la fecha para perovskita de CuSCN. Las células mantuvieron el 95 % de su estabilidad inicial con un nivel de eficiencia del 20 %.

Los científicos de la EPFL han llegado a la conclusión de que el CuSCN es una opción estable, eficiente y económica. No obstante, investigaciones anteriores solo obtuvieron una mejora moderada de la eficiencia y la estabilidad.

Con el fin de resolver estas cuestiones, investigadores del laboratorio Michael Grätzel de la EPFL han desarrollado un método basado en una solución simple y dinámica par ala deposición de capas de CuSCN de solo 60 nm de grosor. Esto facilita la construcción de células solares de perovskita con eficiencias de conversión estables de más del 20 %.

Imagen: M. Ibrahim Dar/EPFL
Imagen: M. Ibrahim Dar/EPFL

La introducción de una fina capa separadora de óxido de grafeno reducido entre el CuSCN y las capas de oro también posibilita que el PSC consiga altos nieveles de estabilidad operacional, así que puede conservar el 95 % de su eficiencia inicial y seguir operando a la máxima potencia durante 100 horas bajo 605 grados al sol.

Los investigadores también han descubierto que la causa raíz de la inestabilidad del PSC se debe a la degradación del contacto entre el CuSCN y el oro cuando funciona la célula.

“Este es un hito importante en la investigación de células solares de perovskita y allanará el camino para la implantación comercial a gran escala de esta nueva tecnología fotovoltaica tan prometedora”,, dijo el investigador Michael Grätzel.

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