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Células solares de tipo perovskita más seguras para los futuros paneles solares

Células solares de tipo perovskita más seguras para los futuros paneles solares

Las células solares basadas en la perovskita se perfilan cada vez más como una alternativa más barata y de fabricación más simple que las células solares tradicionales basadas en el silicio y, al menos en pequeña escala en entornos de laboratorio, han demostrado niveles de eficiencia comparables. Ello debería aumentar el rendimiento de nuestros paneles solares y sistemas de generación fotovoltaica. Sin embargo, hay obstáculos a superar antes de que puedan convertirse en una tecnología comercial competitiva. Uno de los obstáculos más importantes es el uso de plomo. La mayoría de las células solares híbridas de perovskita de alto rendimiento contienen plomo soluble en agua, lo que genera preocupación por la posible fuga de ese metal tóxico de las células solares dañadas.

El equipo dirigido por Tao Xu, de la Universidad del Norte de Illinois en la ciudad estadounidense de DeKalb, y Kai Zhu, del Laboratorio Nacional estadounidense de Energías Renovables (NREL) en Golden, Colorado, ha desarrollado una técnica para secuestrar el plomo utilizado en la fabricación de células solares basadas en la perovskita y para minimizar posibles fugas tóxicas mediante la aplicación en la parte frontal y posterior de la célula solar de películas capaces de absorber el plomo. Ello haría mucho más seguros los paneles solares que las utilicen.

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Dos muestras de células solares de laboratorio, una (derecha) con una película protectora absorbente de plomo aplicada en la parte posterior. (Foto: Northern Illinois University)

Alejando el plomo tóxico de los paneles solares

El equipo de Xu ha depositado muchas esperanzas en esta solución para el problema del plomo. “En caso de que una célula se dañe, nuestro dispositivo captura la gran mayoría del plomo, evitando que se filtre a la tierra y a las aguas subterráneas. Las películas que utilizamos son insolubles en agua».

Los investigadores comprobaron en experimentos de laboratorio que después de que las células solares sufrieran daños severos, las películas absorbentes secuestraron el 96% del plomo fugado. Los experimentos indican además que las capas de absorción de plomo no afectan negativamente al rendimiento de la célula solar ni a la estabilidad de su funcionamiento a largo plazo.

Las células solares basadas en la perovskita se llaman así porque usan una clase de estructuras cristalinas similares a las existentes en el mineral conocido como perovskita. El compuesto estructurado como la perovskita dentro de estas células solares es más comúnmente un material híbrido orgánico-inorgánico basado en haluro de plomo.

Los científicos comenzaron a estudiar estas estructuras cristalinas para su uso en células solares hace solo una década y han aumentado rápidamente su eficiencia de conversión de energía solar. Mientras que las células solares de silicio tradicionales que vemos en los paneles solares se producen con procesos precisos que usan altas temperaturas, las perovskitas se pueden fabricar con soluciones químicas a temperatura ambiente.

El método para mitigar grandemente las fugas de plomo en estas células solares se podrá incorporar fácilmente a los procesos actuales de fabricación de dichas células. (Fuente: NCYT Amazings)

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