V
Investigación y desarrollo de celdas solares flexibles basadas en perovskitas.
El crecimiento de la población, la demanda energética mundial, el deterioro del medio ambiente, el cambio climático y la reducción de reservas de recursos fósiles, hace prioritario el desarrollo de nuevas tecnologías de energía inagotable, limpia y renovable . La energía del sol es una energía inagotable en abundancia, y cada vez existen más alternativas para aprovecharlo al máximo, no es contaminante pero dentro de sus desventajas se encuentra que es una energía diluida e intermitente, por lo que requiere de un sistema de acumulación. En la actualidad, la energía solar está siendo explotada en varias formas, pero uno de los métodos más conocidos es el uso de tecnologías de celdas solares, basadas en materiales inorgánicos como el silicio, en las cuales el proceso de transformación directa de la luz del sol en electricidad se hace a través del efecto fotovoltaico.
Estas tecnologías de celdas solares han mostrado un gran desarrollo en los últimos años en el campo de la industria solar, pero aún tienen un alto costo para muchas aplicaciones, y sus condiciones de producción generan residuos contaminantes, lo que implica trabas en la productividad y su uso masivo.
Sin embargo, la fabricación de celdas solares flexibles basadas en perovskitas parece ser un potencial en el desarrollo de nuevas tecnologías, equipos de científicos alrededor del mundo están trabajando en la creación de celdas solares orgánicas que puedan sustituir a las de silicio, más económicas, flexibles, de mayor tamaño y menos contaminantes de lo que se conoce hasta el momento, marcando un antes y un después en lo que a energía solar se refiere.
PEROVSOL se centra en el desarrollo de celdas solares de nueva generación basadas en perovskitas, que constituyen una forma de energía limpia, que reduce la dependencia de los combustibles fósiles, permitiendo así la generación de electricidad a base de fuentes de energía renovables.
Cabe destacar que estas celdas solares basadas en perovskitas permiten su fabricación mediante tecnologías de impresión convencional, lo que implicará una reducción importante del coste de producción y una potencial comercialización a gran escala; así mismo, la producción de perovskitas son una buena alternativa al silicio y consume mucho menos energía que éste para su obtención, lo que constituye una ventaja a la hora de aproximar dicho producto a mercado, tanto desde el punto de vista de costes como de su industrialización.
Objetivo principal
Investigación y desarrollo de células solares de nueva generación basadas en perovskitas tipo n-i-p y p-i-n, incluyendo la deposición tanto de materiales para la capa activa basada en perovskitas, como materiales conductores para la capa de transporte selectivo de huecos y electrones, mediante tecnologías de gran superficie como técnicas de impresión (serigrafía) y de aplicación de recubrimientos (Slot Die).
Objetivos parciales o específicos que se irán alcanzando a lo largo de la ejecución del proyecto
- Definición de una estructura de célula solar de gran superficie, que se pueda desarrollar mediante el uso de técnicas de impresión y de recubrimientos.
- Deposición de perovskitas con un ancho de banda < 1.6 eV y que presenten estabilidad térmica de más de 100h a 85 °C.
- Deposición de materiales conductores de huecos y electrones altamente transparente y compatible químicamente con la perovskita, con una transparencia > 80% y una conductividad eléctrica > 10 S/cm en forma de capa de 100 nm.
- Formación de capas de Perovskita y de capas conductoras de electrones y huecos de espesores entre 0.5 y 1 µm y con una rugosidad inferior a 50 nm.
- Formulación de adhesivo barrera para encapsulación de dispositivo.
- Integración de las capas desarrolladas en los puntos anteriores en células solares de área pequeña (0.1 cm2) y desarrollo de celda solar en serie con área de entre 25 cm2 y 100 cm2.
- Transferir los resultados de la investigación a las empresas del tejido industrial valenciano para el desarrollo de materiales y tecnología para su aplicación a las energías renovables en general y a la solar fotovoltaica.
Empresas colaboradoras
Resultados
-
Desarrollo de celda solar flexible basada en perovskitas
- Diseño y evaluación comparativa de arquitecturas p-i-n y n-i-p, optimizando la interacción entre capas y la procesabilidad.
- Adaptación de materiales procesados a escala laboratorio (spin coating) a tecnologías escalables de gran superficie (Slot Die y serigrafía).
-
Optimización del proceso de cristalización de la perovskita mediante:
- Uso de antisolvente (dietil éter).
- Aplicación de cortina de nitrógeno (air knife) durante la deposición.
- Caracterización eléctrica de dispositivos mediante curvas J/V y análisis de parámetros clave (Voc, Jsc, FF, PCE).
- Validación de la HTL patentada por Intenanomat (Ohmidot) como alternativa de mayor eficiencia y fill factor frente a PEDOT:PSS, que presentó cierta histéresis.
- Identificación de formulaciones de tinta perovskita: DMF con mejor comportamiento eléctrico global.
-
Desarrollo de encapsulación con propiedades barrera mejoradas
- Estado del arte y selección de 4 matrices poliméricas (poliuretanos y acrilatos) con cargas inorgánicas funcionales para encapsulación.
- Formulación de adhesivos con 2% de carga inorgánica para mantener alta transparencia en dispositivos fotovoltaicos flexibles.
- Evaluación de propiedades barrera a oxígeno (OTR) y vapor de agua (WVTR) mediante equipo MOCON.
- Identificación de la formulación con SiO₂ como la más prometedora, logrando una reducción de hasta tres órdenes de magnitud en permeabilidad respecto a la resina base.
- Identificación de líneas futuras de optimización: mejora de la técnica de deposición de cargas y estudio de distintos porcentajes de refuerzo inorgánico.
-
Impacto técnico
- Avance hacia la fabricación escalable de celdas solares flexibles de perovskita.
- Integración de soluciones de encapsulación con propiedades barrera adaptadas a la alta sensibilidad de las perovskitas a oxígeno y humedad.
¿Quieres acceder al informe completo de resultados?
Solicitar
En los medios
El despertar de la perovskita: el nuevo material revolucionario busca su trampolín al mercado
El despertar de la perovskita: El nuevo material revolucionario busca su trampolín en el mercado.
AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN DE CELDAS SOLARES FLEXIBLES BASADAS EN PEROVSKITAS
Avances en la investigación de celdas solares flexibles basadas en perovskitas
AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN DE CELDAS SOLARES FLEXIBLES BASADAS EN PEROVSKITAS
Células solares flexíveis mais eficientes e ecológicas
Celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Células solares flexíveis mais eficientes e ecológicas
Células solares flexíveis mais eficientes e ecológicas
Celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Células solares flexibles y de gran superficie mediante perovskitas de haluro
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles respetuosas con el medio ambiente
Impacto TV
Aimplas usará materiales orgánicos para crear celdas solares fotovoltaicas de mayor tamaño, más económicas y menos contaminantes
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solare flexibles respetuosas con el medio ambiente
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes
ADVANCING THE FUTURE: flexible, large-area solar cells using halide perovskites
Aimplas desarrollará celdas solares flexibles más sostenibles,basadas en perovskitas
Investigan nuevas celdas solares flexibles más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Aimplas desarrollará celdas solares flexibles más sostenibles,basadas en perovskitas
AIMPLAS trabaja en celdas solares flexibles más eficientes y sostenibles
Investigan nuevas celdas solares flexibles más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Aimplas trabaja en celdas solares flexibles, más eficientes y respetuosas con el medioambiente
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes
Fabrican en España celdas solares flexibles basadas en perovskitas
AIMPLAS busca desarrollar celdas solares flexibles basadas en perovskitas
AIMPLAS treballa en noves cel·les solars flexiblesbasades en perovskites més eficients i respectuosesamb el medi ambient.
Aimplas trabaja en celdas solares flexibles basadas en perovskitas más respetuosas con el medio ambiente
Aimplas trabaja en celdas solares flexibles basadas en perovskitas más respetuosas con el medio ambiente
Aimplas trabaja en celdas solares flexibles basadas en perovskitas más respetuosas con el medio ambiente
Celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Proyecto PEROVSOL: Celdas solares basadas en perovskitas
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles basadas en perovskitas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente.
Antecipar o futuro: células solares flexíveis e de grande superfície utilizando perovskitas de haleto
Las perovskitas son una buena alternativa al silicio que se emplea en la actualidad
AIMPLAS trabaja en nuevas celdas solares flexibles basadas en "perovskitas" más eficientes y respetuosas con el medio ambiente
Proyecto PEROVSOL
Nº Expediente: IMDEEA/2023/14
PROGRAMA: PROYECTOS DE I+D EN COLABORACiÓN CON EMPRESAS
ACTUACIÓN: IMDEEA-PROYECTOS DE I+D EN COLABORACiÓN CON EMPRESAS
PROYECTO: PEROVSOL - Investigación y desarrollo de celdas solares flexibles basadas en perovskitas
ENTIDAD BENEFICIARIA: AIMPLAS, INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL PLÁSTICO
SUBVENCIÓN CONCEDIDA: 236.547,50 EUR
