La célula combina una capa superior de perovskita y una inferior de CIGS (cobre, indio, galio y seleniuro), conocida por su estabilidad y capacidad de absorción de luz.
- Células solares flexibles perovskita/CIGS.
- Nueva estrategia “antisolvent-seeding” mejora adherencia y eficiencia.
- Eficiencia récord: 24,6 % en célula de 1,09 cm².
- Alta durabilidad: 3.000 dobleces, mantiene +90 % rendimiento.
- Gran potencial en aplicaciones ligeras y portátiles.
Una combinación prometedora: perovskita y CIGS
Las células solares en tándem formadas por una capa superior de perovskita y una inferior de CIGS (selenio de cobre, indio y galio) están atrayendo atención por su alto potencial en la generación de energía fotovoltaica eficiente y ligera. La perovskita es conocida por su alta capacidad para convertir la luz solar en electricidad, mientras que el CIGS aporta gran absorción lumínica, estabilidad operativa y adaptabilidad del ancho de banda.
Esta combinación las hace ideales para aplicaciones donde el peso y la flexibilidad son clave: tejados curvos, dispositivos portátiles, vehículos eléctricos, o ropa solar. No obstante, el principal desafío técnico ha sido lograr que la capa de perovskita se adhiera correctamente sobre la superficie rugosa del CIGS, lo cual limita su eficiencia y viabilidad comercial.
Innovación clave: la estrategia “antisolvent-seeding”
Un grupo liderado por el profesor Ye Jichun del Instituto de Tecnología de Materiales de Ningbo (NIMTE) desarrolló una nueva estrategia para resolver este problema. El método, llamado “antisolvent-seeding”, separa las fases de adsorción y disolución de las monocapas autoensambladas (SAM) mientras integra semillas de perovskita.
Este enfoque utiliza:
- Un disolvente de alta polaridad para evitar la aglomeración de SAM durante la disolución.
- Un disolvente de baja polaridad como antisolvente para lograr una capa SAM densa.
- Una capa semilla premezclada, que mejora la humectación y cristalinidad de la perovskita.
Gracias a estas mejoras, se logró una adhesión más fuerte entre capas, lo que se traduce en un mejor rendimiento eléctrico y mayor estabilidad estructural.
Resultados técnicos destacados
Con esta estrategia, los investigadores fabricaron una célula solar flexible de 1,09 cm² que alcanzó una eficiencia estabilizada del 24,6 %, con certificación oficial del 23,8 %. Esto la posiciona entre las más eficientes del mundo en la categoría de películas delgadas flexibles.
Además, tras 320 horas de operación continua y 3.000 ciclos de flexión a un radio de 1 cm, la célula conservó más del 90 % de su eficiencia inicial, lo que demuestra su alta durabilidad mecánica y estabilidad a largo plazo.
Potencial de esta tecnología
El desarrollo de células solares en tándem flexibles como estas puede ser un punto de inflexión en la transición energética global. Su eficiencia comparable a tecnologías rígidas, sumada a su ligereza, flexibilidad y resistencia, permite integrarlas en superficies antes no aprovechables:
- Infraestructura urbana (fachadas, ventanas, techos curvos).
- Movilidad eléctrica (autos, trenes, drones).
- Tecnología portátil y vestible.
- Zonas rurales o aisladas donde se requiere transporte fácil y rápido.
Además, al combinar materiales con bajo consumo energético en su fabricación y buen rendimiento a baja irradiancia, esta tecnología puede contribuir significativamente a reducir la huella de carbono de la producción eléctrica.
Esta innovación es un paso clave hacia energía solar más versátil, accesible y sostenible.
Vía Scientists Develop Strategy to Improve Flexible Tandem Solar Cell Performance—-Chinese Academy of Sciences
