Nou enfocament a les cèl·lules solars de titanita de calci de gran superfície

Les cèl·lules de calcogenur tenen els avantatges d'un coeficient d'absorció de llum elevat, una llargada de difusió del portador ultra llarga, una baixa energia d'unió d'excitons, una alta tolerància als defectes, una banda buit ajustable i diversos processos de preparació; tanmateix, també s'enfronten a molts reptes, com ara l'estabilitat, els materials i l'impacte ambiental.

Anteriorment, hem vist més millores en el rendiment i l'estabilitat, i la realització de processos de producció a gran escala es reflecteix principalment en equips avançats, amb relativament pocs enfocaments centrats en materials precursors per a la capa de calcogenur, però el fet és que les cèl·lules solars de calcogenur són només tan bo com els materials utilitzats en ells.

Per exemple, la pols de iodur de plom, la qualitat del qual és una de les claus de l'eficiència d'una cèl·lula de calcogenur. Recentment, científics de Taiwan, Xina, han demostrat un nou mètode per produir iodur de plom d'alta puresa, que es pot utilitzar com a material precursor per a una cèl·lula solar d'òxid de calci i titani.

En utilitzar el material precursor per fer la capa de calcogenur i les cèl·lules solars posteriors, s'aconsegueix un millor control de l'orientació del cristall mitjançant l'ús de la temperatura, donant lloc a una major eficiència.

Un grup de científics de l'Institut d'Investigació de Tecnologia Industrial (ITRI) de Taiwan va treballar en la fabricació de iodur de plom (PbI2), un element de totes les cèl·lules solars de calcogenur millor produïdes fins ara. A partir d'investigacions anteriors, els estudis d'aquests científics han demostrat que la puresa i la composició d'aquest material poden ser un factor clau en el rendiment un cop s'integra en una cèl·lula solar.

Les seves troballes es descriuen en un article recent a RRL Solar titulat "Un nou mètode per controlar l'orientació preferent dels cristalls de iodur de plom per aconseguir cèl·lules solars de calcogenur de gran àrea eficients".

L'últim treball del grup demostra com l'estructura cristal·lina i l'orientació del iodur de plom poden tenir un impacte significatiu en el rendiment cel·lular. Els investigadors també descriuen un mètode senzill per aconseguir el control mitjançant la temperatura durant el procés de síntesi.

L'equip ha creat una cel·la de 3,68 cm² amb una eficiència del 16,08 per cent

Quan es va convertir en cèl·lules, el PbI2 sintetitzat a la temperatura més alta de 120 graus centígrads va funcionar millor, una temperatura que hauria donat lloc a un creixement més gran en el pla horitzontal necessari. Les cèl·lules fetes amb PbI2 a 25 graus centígrads tenien una eficiència mitjana de només un 8,8 per cent, mentre que les cèl·lules fetes amb material tractat a 120 graus centígrads tenien una eficiència mitjana del 17 per cent, amb una de les cèl·lules campions del lot mesurant un 17,96 per cent.

Aquestes cèl·lules es van ampliar a una àrea de 3,68 cm2 i van aconseguir una eficiència del 16,08 per cent. El grup creu que aquest mètode té un gran potencial per a l'estudi de dispositius amb àrees més grans.