La investigación sobre el uso de materiales de perovskita como células solares se ha disparado en los últimos años, luego de informes de altas eficiencias de conversión de energía, que han seguido aumentando. Nueva investigación publicada en la revista Materiales hoy revela cómo mejorar la vida útil de estas células solares.
A pesar del intenso interés en los materiales para aplicaciones de energía solar, "mejorar la estabilidad de las células solares de perovskita es una tarea difícil", explica el Dr. Chang Kook Hong, autor correspondiente, de la Universidad Nacional de Chonnam en Corea del Sur.
Perovskita es el término general para cualquier mineral que tiene la misma estructura cristalina que una forma particular de óxido de calcio y titanio, desenterrado por primera vez en los Montes Urales de Rusia en 1839 y llamado así por el mineralogista ruso LA Perovski. La estructura única de las perovskitas puedecambiar las propiedades particulares cambiando los diversos cationes y aniones a partir de los cuales se forman. Fundamentalmente, la estructura tiene la fórmula química general ABX3 donde la 'A' y la 'B' representan iones metálicos cargados positivamente, cationes, que son muydiferente en tamaño, y la 'X' es un anión cargado negativamente que se une a ambos cationes metálicos que los unen en el cristal.
Las perovskitas se pueden sintetizar en el laboratorio a un precio muy bajo y formar películas delgadas que se pueden incorporar a las células solares. Los cationes no necesitan ser iones metálicos, sino que pueden ser cualquier ion cargado positivamente, como el ión amonio o un ión orgánico;siempre que A y B sean de diferentes tamaños y se use un ion negativo adecuado, darán la estructura de perovskita.
El Dr. Hong y sus colegas han desarrollado un método conocido como coprecipitación para hacer una película delgada que comprende óxido de níquel nanoporoso como la capa de transporte de agujeros HTL para una célula solar de perovskita que utiliza la composición única de FAPbI3 y MAPbBr3 comocapa de perovskita. Los agujeros son el equivalente positivo de los electrones negativos en las discusiones sobre electroquímica. FAPbI3 es yoduro de plomo formamidinio y MAPbBr3 es bromuro de plomo metilamonio. Además, utilizaron un compuesto orgánico de nanopartículas de óxido de zinc inorgánico estable al aire como ETL capa de transporte de electrones para proteger la capa de perovskita del aire.
"Optimizamos con éxito las capas protectoras de HTL y ETL basadas en óxido de metal para un absorbente de perovskita altamente eficiente mediante un método simple que puede hacer que la energía fotovoltaica sea estable en el aire", explica el coautor Dr. Sawanta Mali. "Nuestro principal objetivo es resolver elproblema del tedioso proceso de hacer HTLs convencionales dopados con aditivos, altamente costosos e inestables mediante la sustitución de óxidos metálicos inorgánicos de bajo costo, inestables en el aire de tipo p y n ", agregó el Dr. Mali.
Las pruebas preliminares de la destreza de su dispositivo usando esta arquitectura de dispositivo de perovskitas revelaron una eficiencia de conversión de energía del 19,10 por ciento ± 1 por ciento. La densidad de corriente del dispositivo era de casi 23 miliamperios por centímetro cuadrado y podía generar 1.076 voltios. Importante,el dispositivo podría mantener cuatro quintos de este nivel de eficiencia en uso durante aproximadamente cinco meses.
El equipo sugiere que su enfoque podría abrir el camino hacia células solares de perovskita altamente eficientes y estables en el aire. "Esta técnica se limita a la escala de laboratorio, sin embargo, la fabricación a gran escala también debería ser posible con la arquitectura de este dispositivo", dijo el Dr.Hong.
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Materiales proporcionado por Elsevier . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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