Los Quantum Dots serán clave para crear los paneles solares del futuro

Ya hemos hablado en alguna ocasión de que las células solares de perovskita son una alternativa barata para fabricar paneles solares y que podrían ser un buen sustituto del silicio para la fabricación de los mismos. Ahora, los investigadores han mejorado la estabilidad y la eficiencia de las células solares de perovskita utilizando una capa de Quantum Dots o puntos cuánticos.

Las células solares de perovskita han recorrido un largo camino en poco tiempo, pero todavía hay margen de mejora. La última novedad que han agregado los ingenieros para sacarle el máximo partido a este mineral, con el fin de fabricar células solares con él, es una capa de Quantum Dots. Esto da como resultado una celda solar mucho más estable y con una eficiencia casi de récord. España es un país donde podemos disfrutar de muchas horas de luz solar al año, lo cual lo hace un lugar ideal para sacar el mayor rendimiento a la energía solar a través de la instalación de paneles solares que aprovechen la energía del sol, y así conseguir un autoconsumo que genere poco impacto en el medio ambiente, además de permitirnos ahorrar a corto y largo plazo reduciendo el importe que pagamos en la factura de la electricidad.

Células solares de perovskita

La perovskita logra que las células solares sean más efectivas y aporten más eficiencia a los paneles solares por varias razones. Su fina película es capaz de absorber todo el espectro de luz visible, además se ser baratas de fabricar, livianas y flexibles. Existen muchas perovskitas diferentes resultantes de distintas combinaciones de elementos, pero una de las más prometedoras es el cristal FAPbI3 basado en formamidinio (FA).

Pero, no todo iban a ser ventajas. Las células solares de perovskita tienen problemas de estabilidad y pueden llegar a degradarse en condiciones atmosféricas adversas. En estudio anteriores al que explicaremos a continuación, los científicos han tratado de mejorar su estabilidad agregando pigmentos viejos, aditivos 2D, compuestos de chile y moléculas voluminosas.

Los Quantum Dots la clave para una mayor eficiencia

En un nuevo estudio los investigadores de la EPFL y el Instituto Coreano de Investigación Energética probaron a añadir un nuevo ingrediente: los Quantum Dots. Una especie de cristales o partículas semiconductoras de tamaño a nanoescala que se utilizan por sus propiedades ópticas. Dependiendo de su tamaño emiten la luz de un color diferente. Los Quantum Dots ya se están utilizando en televisores y ahora también se están probando en células solares.

En el estudio que nos aborda y que se ha publicado en la revista Science, el equipo usó Quantum Dots hechos de un tipo de óxido de estaño para servir como capa de transporte de electrones del dispositivo. Esta capa transporta electrones producidos por la perovskita hacia el electrodo, por lo que se puede utilizar la energía.

El material habitual que se utiliza para fabricar esta capa es el dióxido de titanio, en comparación, los Quantum Dots mejoran la capacidad del dispositivo para capturar la luz, además de reducir un efecto que a veces se produce entre las dos capas y que es el causante de que la eficiencia del panel solar se reduzca.

Tras el estudio, el equipo descubrió que las células solares de perovskita con una capa de Quantum Dots lograron eficiencias de hasta el 25,7%, sólo un 0,1 del récord actual establecido para una célula de 0,08 cm. La eficiencia lograda para células solares de mayor tamaño también fue buena, logrando una eficiencia del 23,3% para una celda de 1 cm o de un 20,6% para una de 64 cm. De todas maneras, los investigadores tendrán que seguir trabajando con el fin de solventar los problemas de estabilidad que tiene la perovskita.

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