Investigadores de la India han construido el dispositivo 4T con células superiores e inferiores basadas en células de perovskita semitransparentes de gran superficie con contactos metálicos de cobre. Se ha utilizado el cobre en lugar del costoso oro con el objetivo de reducir el coste total de la célula.
Investigadores del Instituto Indio de Tecnología de Bhilai han fabricado una célula solar en tándem de cuatro terminales (4T) de perovskita/silicio que se basa en una célula de perovskita semitransparente de gran superficie con un contacto metálico basado en el cobre en lugar del costoso oro para las células superior e inferior del dispositivo 4T.
"Se ha utilizado el cobre para reducir el coste total de la célula", explica el investigador Manas Ranjan Samantaray a la revista pv. "También se está investigando una estructura en sándwich de oro-cobre-oro para reducir el coste sin comprometer la estabilidad".
La célula de cm2 utilizada para las células superior e inferior fue presentada por el mismo grupo de investigación en septiembre y se fabrica mediante una técnica de recubrimiento por rotación en dos pasos con un sustrato de óxido de estaño dopado con flúor (FTO); una capa de perovskita de metilamonio yoduro de plomo (MAPbI3) intercalada entre una capa de transporte de electrones (ETL) de óxido de titanio (TiO2) y una capa de transporte de huecos (HTL) de Spiro-OMeTA; y un electrodo conductor de cobre. "Nuestra célula superior semitransparente permite el paso de la luz por encima de los 750 nm y es adecuada para su uso con células y módulos fotovoltaicos poli y mono-Si", añadió Ranjan Samantaray.
（La célula semitransparente utilizada como célula superior e inferior para el dispositivo 4T.
Imagen: Indian Institute of Technology Bhilai）
Los científicos indios desarrollaron células solares 4T con diferentes configuraciones. Una de ellas se construyó con las mencionadas células solares semitransparentes de perovskita de gran superficie con áreas activas de 1 cm2 y 2 cm2, que mostraron una eficiencia de conversión de energía del 5,07% y el 4,10%, respectivamente, y una célula solar de silicio basada en el contacto selectivo de portadores (CSC) con una eficiencia del 3,42%. Se fabricó otro dispositivo con las mismas células superiores e inferiores y una célula comercial de silicio cristalino con una eficiencia del 14,11%.
La primera célula solar alcanzó una eficiencia de conversión de energía del 7,31%, que es superior a las eficiencias de las células individuales, y la segunda alcanzó el 15,15%, valor que los investigadores describieron como comparable a los dispositivos existentes que utilizan materiales más costosos como el oro y el óxido de indio y estaño (ITO). "En el futuro, demostraremos la estabilidad de los dispositivos, y son necesarios algunos estudios más para avanzar en el diseño de módulos de gran superficie", declaró Ranjan Samantaray.
La célula solar en tándem 4T se describe en el artículo "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode", publicado en Applied Physics A.