Investigadores del Georgia Tech, en la ciudad de Atlanta, estado de Georgia, han descubierto un nuevo factor en la estabilidad de las células solares de perovskita que podría permitir el desarrollo de perovskitas más estables y duraderas. La investigación, publicada en el Journal of the American Chemical Society, es un primer paso hacia la solución de uno de los principales problemas en el desarrollo de perovskitas de haluro metálico: la degradación.
Las células solares de perovskita son una categoría emergente de materiales fotovoltaicos alabados por su capacidad para depositarse en películas extremadamente finas, lo que permite utilizar el material en una amplia variedad de casos de uso. Aunque estas células han alcanzado eficiencias que compiten con las tradicionales células solares de silicio ampliamente utilizadas en la actualidad, sufren una rápida degradación de su eficiencia a causa de los elementos.
Utilizando rayos X para examinar las reacciones de las estructuras cristalinas de las perovskitas al agua y al oxígeno, los investigadores descubrieron que la degradación se produce por la interacción de las moléculas de oxígeno y agua. Sin embargo, cuando se aíslan individualmente, ni el oxígeno ni el agua provocan la rápida degradación que se observa cuando ambos están presentes.
El equipo de Georgia Tech desarrolló una fina capa repelente al agua para las células de perovskita utilizando un material llamado yoduro de fenetilamonio (PEAI). Los investigadores descubrieron que el PEAI era suficiente para estabilizar la estructura y la eficiencia de conversión de las perovskitas.
Sin embargo, es necesario seguir investigando para optimizar las capas de PEAI. Aunque el material repele bien el agua, tiene problemas de estabilidad térmica. Los investigadores del Georgia Tech afirman que el siguiente paso en su camino hacia la fabricación de perovskitas comercialmente viables es encontrar una forma de mejorar la estabilidad térmica de las capas de PEAI.
«La industria ya está muy interesada, con empresas de todo Estados Unidos que están apareciendo y tratando de comercializar esto», dijo Juan-Pablo Correa-Baena, profesor asistente en la Escuela de Ciencia de los Materiales e Ingeniería de Georgia Tech. «Toda la tecnología que estamos creando aquí en Georgia Tech va a poder trasladarse finalmente a la industria».
Correa-Baena dijo que las perovskitas son útiles no sólo para aplicaciones fotovoltaicas, sino para otras tecnologías que requieren transmisión de luz.
«Las perovskitas tienen el potencial no sólo de transformar cómo producimos energía solar, sino también cómo fabricamos semiconductores para otro tipo de aplicaciones como los LED o los fototransistores», dijo Correa-Baena. «Podemos pensar en ellos para aplicaciones en tecnología de la información cuántica, como la emisión de luz para la comunicación cuántica. Estos materiales tienen propiedades impresionantes que son muy prometedoras».
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