El equipo ha establecido una estación de medición única en el techo de un edificio de investigación en HZB para investigar diferentes células solares en condiciones climáticas reales, incluidas las células solares de perovskita estándar. Crédito: HZB/ Industriefotografie Steinbach
Los científicos de HZB realizaron un experimento a largo plazo en el techo de un edificio en el campus de Adlershof. Exponen una amplia variedad de células solares a las condiciones climáticas, registrando su rendimiento durante un período de años. Estos incluyen células solares perovskitas, un nuevo material fotovoltaico que ofrece alta eficiencia y bajos costos de fabricación.
El Dr. Carolin Ulbrich y el Dr. Mark Khenkin evaluaron cuatro años de datos y presentado Sus hallazgos en materiales energéticos avanzados. Esta es la serie más larga de mediciones en células de perovskita en uso exterior hasta la fecha. Los científicos encontraron que las células solares de perovskita estándar funcionan muy bien durante los meses de verano, incluso durante varios años, pero disminuyen en la eficiencia durante los meses más oscuros.
Las pequeñas células solares de perovskita a escala de laboratorio ahora pueden lograr una eficiencia de hasta 26.95% en condiciones de prueba estándar. Son económicos y fáciles de fabricar y las primeras células solares, según las perovskitas, ya se están vendiendo. Sin embargo, es importante comprender el comportamiento a largo plazo de las células solares de perovskita cuando se usa al aire libre para predecir mejor los rendimientos de energía y la vida útil.
En HZB, la Dra. Carolin Ulbrich y su equipo, con el apoyo del Proyecto HZB Tapas con la Universidad de Ljubljana, han establecido una gran estación de prueba al aire libre: los bastidores equipados con celdas solares y tecnología de medición se instalan en el techo. Están expuestos al viento y al clima durante todo el año. Los datos de medición de los últimos cuatro años de pequeñas células solares de perovskita encapsuladas en vidrio ahora están disponibles. Las células fueron fabricadas en HZB por el equipo de Eva Unger (detalles sobre la estructura: ITO | 2PACZ | CS0.15FA0.85PBI2.55BR0.45 (brecha de banda de 1.65 eV) | C60 | SNO2 | CU.).
Los resultados son alentadores: la potencia máxima se mantuvo casi igual en los dos primeros veranos, y disminuyó solo alrededor del 2% en términos absolutos entre los veranos primeros y cuarto. Sin embargo, la eficiencia disminuyó en alrededor del 30% durante los meses de invierno.
El equipo identificó varias razones para esto. A latitudes más altas, como en el sitio de Berlín, la distribución espectral de la luz solar cambia, con una mayor proporción de componentes “azules” en verano y una mayor proporción de componentes “rojos” en invierno. Sin embargo, las células solares de perovskita son principalmente capaces de convertir la luz azul en energía eléctrica. En ubicaciones más cercanas al ecuador, estos cambios espectrales son menos pronunciados, lo que significa que es probable que las células solares de perovskita tengan un rendimiento más consistente durante todo el año.
“Lo que distingue a las células solares de perovskita de las tecnologías fotovoltaicas más maduras es que a menudo cambian su eficiencia de manera reversible durante el ciclo de día nocturno. Esta propiedad contribuye significativamente a las grandes fluctuaciones estacionales observadas”, dice Khenkin.
La evaluación de los datos fue realizada por el estudiante doctoral Marko Remec. Juntos, el equipo ha hecho una contribución importante para comprender el “comportamiento del mundo real” de las células solares de perovskita y cómo se ven afectados por las condiciones externas.
Más información: Marko Remec et al, Estacionalidad en células solares de perovskita: ideas de 4 años de datos al aire libre, materiales energéticos avanzados (2025). Doi: 10.1002/aenm.202501906
Proporcionado por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemania
Cita: la prueba a largo plazo muestra la eficiencia de las células de perovskita varía con la temporada (2025, 24 de julio) recuperada el 24 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-term-ficiency-perovskite-cells-vaces.html
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