¿La célula solar de perovskita definitiva? Genera electricidad durante 1000 horas ininterrumpidas

Ya te hemos hablado en el pasado de la perovskita, el material que promete revolucionar la energía solar gracias a sus interesantes cualidades.

La perovskita es un mineral perteneciente al grupo de los óxidos que fue descubierto por el geólogo alemán Gustav Rose. Su nombre fue designado en honor al al mineralista ruso Lev Alekseyevich von Perovski.

Ventajas e inconvenientes de la perovskita

La comunidad científica también llama perovskita a un grupo de cristales que cuentan con una estructura similar a la del titanato de calcio. Este destaca por ofrecer una alta conversión de energía solar en eléctrica.

Gracias a ello, los paneles solares de perovskita cuentan con un gran potencial y cuentan con ventajas adicionales que lo han convertido, para muchos, en la tecnología del futuro.

Son fáciles y más baratos de fabricar. También permiten paneles transparentes y flexibles de buena calidad. Sin embargo, también ofrecen algunas desventajas, principalmente su propensión a la degradación en presencia de moléculas de agua, lo que limita su duración y eficiencia.

La célula de perovskita definitiva

Un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencias de los Materiales de Japón afirma haber solucionado los problemas que limitan el crecimiento de los paneles solares de perovskita.

Según informan en un comunicado, han desarrollado una célula solar de perovskita duradera de 1 cm2 capaz de generar electricidad durante más de 1000 horas sin interrupción, y con una eficiencia de conversión fotoeléctrica de más del 20 % en exposición a la luz solar.

Debido a que esta celda solar se puede fabricar en la superficie de un material plástico a aproximadamente 100 °C, «esta técnica se puede utilizar para desarrollar celdas solares ligeras y versátiles», informa el NIMS.

La mayoría de las células solares de perovskita tienen mecanismos de generación de energía similares. Cuando la capa de perovskita absorbe la luz solar, genera electrones y huecos.

Estos electrones y huecos luego migran por separado hacia la capa de transporte de electrones y la capa de transporte de huecos adyacentes. En ellas fluyen para producir una corriente eléctrica.

Con el objetivo de mejorar mejorar al mismo tiempo la eficiencia y la durabilidad de las células solares de perovskita, estas capas y las interfaces entre ellas deben permitir que los electrones y los agujeros se muevan a través de ellas con mayor libertad. Al mismo tiempo, deben posibilitar que las interfaces sean impermeables a las moléculas de agua.

Para conseguirlo, el equipo del NIMS agregó a la interfaz existente entre la capa de transporte de electrones y la de perovskita un derivado de hidrazina que contiene átomos de flúor repelentes al agua.

Esta interfaz evitó con éxito que las moléculas de agua que habían penetrado en la capa de transporte de electrones entraran en contacto con la capa de perovskita, mejorando así la durabilidad de la celda solar.

Mayor eficiencia y durabilidad

Asimismo, el uso de esta interfaz también hizo posible reducir la cantidad de defectos cristalinos que se formaron en la superficie de la capa de perovskita, una causa de la disminución de la eficiencia de generación de energía.

Además, el equipo agregó un derivado de ácido fosfónico a la interfaz entre la capa de transporte de agujeros y la capa de perovskita, lo que minimizó la formación de defectos en la capa de transporte de agujeros. A consecuencia de eso, también mejoró la eficiencia de generación de energía de la celda solar.

Según ha declarado el equipo de investigación japonés, el plan de futuro pasa por «desarrollar células solares de perovskita aún más eficientes y duraderas mediante la creación de una base de datos de moléculas que puedan integrarse en la interfaz, la realización de investigaciones basadas en datos y el diseño de moléculas que puedan utilizarse para mejorar las propiedades interfaciales».

Fuente: EcoinventosFotos: NIMS