La vida de la cèl·lula solar de titani calci allargada fins a 30 anys

Els investigadors de la Universitat de Princeton han desenvolupat les primeres cèl·lules solars de titanita de calci comercialment viables, marcant una fita important per a una tecnologia d'energia renovable emergent, segons l'últim número de la revista Science. L'equip espera que el seu dispositiu funcioni durant uns 30 anys a més de l'estàndard del sector, molt per sobre del llindar de vida útil d'un 20-any de les cèl·lules solars.

El dispositiu no només és durador, sinó que també compleix els estàndards comuns d'eficiència energètica. És el primer d'aquest tipus que rivalitza amb el rendiment de les cèl·lules basades en silici.

Les perovskites són semiconductors amb una estructura cristal·lina especial que són ideals per al seu ús en tecnologia de cèl·lules solars. Es poden fer a temperatura ambient i utilitzen molta menys energia que el silici, cosa que els fa més econòmics i sostenibles de produir.

Les primeres cèl·lules solars de perovskita (PSC) van sortir entre 2009 i 2012 i van durar només uns minuts. El rècord del 2017 va ser un any de funcionament de la bateria amb il·luminació contínua a temperatura ambient, mentre que el nou dispositiu va poder funcionar en condicions semblants al laboratori durant cinc anys. Els investigadors van dir que el disseny de rècord destaca el potencial durador dels PSC, especialment com una manera d'impulsar la tecnologia de cèl·lules solars més enllà dels límits del silici.

Aquesta vegada, els investigadors van posar diferents materials en capes per optimitzar l'absorció de la llum alhora que protegien les zones més vulnerables de l'exposició. Van desenvolupar una "capa de tapa bidimensional" ultrafina entre dos ingredients clau: una capa de perovskita absorbent i una capa carregada de sals de coure i altres substàncies. L'objectiu és evitar que els semiconductors de perovskita es cremin en setmanes o mesos.

Els investigadors també van permutar els dissenys desenes de vegades, canviant petits detalls de la geometria i el nombre de capes de superposició, i experimentant amb desenes de combinacions de materials. Els resultats experimentals mostren que el nou dispositiu pot exercir més d'un 80 per cent d'eficiència màxima amb una temperatura mitjana d'uns 35 graus i una il·luminació contínua durant almenys 5 anys.

A la llarga, les perovskites es poden fabricar a temperatura ambient, diuen els investigadors, i la seva fabricació evita cremar grans quantitats de combustibles fòssils. Però el desenvolupament de noves tecnologies no vol dir que els PSC substituiran en gran mesura els dispositius de silici, sinó que complementaran les tecnologies més antigues, fent que els panells solars siguin més barats, eficients i duradors, i ampliant l'energia solar a la vida moderna Més àrees noves.