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En los últimos años, la energía solar ha experimentado un aumento masivo y ahora es muy popular y se considera una alternativa muy buena y ecológica a las fuentes de energía no renovables. A pesar de mucha investigación y progreso, hasta ahora, no pudimos aprovechar la mayor parte de la energía solar disponible para nosotros y la razón es que nuestras células solares no son lo suficientemente eficientes. De hecho, la eficiencia de las mejores células solares es simplemente de alrededor del 25%..
Un abundante mineral llamado perovskita fue señalado como una posible solución al bajo rendimiento de las células solares por trabajos de investigación anteriores, pero en este momento era solo una parte de la teoría. Ahora, un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Stanford han ideado la teoría en acción mediante la construcción de una célula solar dos en uno de silicio-perovskita en tándem..
Las células solares en tándem, a veces denominadas células solares de unión múltiple, constan de más de un material semiconductor. Tienen el potencial de aumentar considerablemente la eficiencia de las células solares, pero su uso ha sido muy limitado debido a los altos costos y las complicaciones de fabricación. El equipo se centró especialmente en estos diseños porque creían que había mucho margen de mejora en ellos..
La perovskita es un mineral organometálico cristalino que existe en depósitos geológicos en casi todo el mundo y, además, se puede producir de forma económica en laboratorios. Los científicos sabían desde hace décadas que la perovskita tiene capacidades de absorción de luz y propiedades semiconductoras, pero fue solo en 2009 que se usó en células solares. La principal ventaja de utilizar perovskita en células solares es que se puede integrar en capas tan delgadas como un micrómetro..
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Las células solares en tándem creadas a través de este experimento serán útiles para mejorar la conexión entre las capas de silicio y perovskita. Esto podría resultar beneficioso para incorporar avances en la fabricación de diversas tecnologías y dispositivos. La capa de conexión o unión de túnel consiste en silicio de tipo py de tipo n muy dopado, lo que hace que la barrera de energía entre dos capas diferentes sea casi nula. Se agrega una capa adicional de dióxido de titanio para permitir que los electrones de la célula solar de perovskita fluyan libremente hacia la unión del túnel. Aquí, se recombinan con los electrones del panel de silicio..
Una célula solar en tándem basada en perovskita y silicio es mucho más eficiente y puede absorber una fracción mayor de la radiación solar disponible para nosotros..
Además, estos paneles solares minimizan el fenómeno que llamamos termalización. Ocurre cuando la energía de los fotones se libera en forma de calor. El silicio es mejor para absorber fotones hacia la parte superior del espectro de energía solar, mientras que la perovskita es buena para capturar fotones del segmento infrarrojo inferior. Por lo tanto, estas capas absorbentes especializadas pueden convertir la luz solar en electricidad de manera más eficiente que una sola capa absorbente..
El resultado de este experimento fue muy prometedor. Una célula solar en tándem mostró un aumento cercano al 50% en su eficiencia. Los investigadores creen que el refinamiento de la capa de perovskita y el uso de células solares de silicio más avanzadas podrían producir mejores resultados. Hasta entonces, esta investigación ha sido un hito en este campo, ya que le dará a la energía solar un impulso masivo al hacer que las células solares sean mucho más eficientes de lo que eran antes. Entonces, ahora tenemos que usar solo 1 celda solar para obtener el fruto de 2.
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