Los investigadores han colocado en capas diferentes formas minerales de óxido de titanio una encima de la otra para mejorar la eficiencia de la célula solar de tipo perovskita en un sexto. La capa de óxido de titanio en capas fue más capaz de transportar electrones desde el centro de la célula a sus electrodos.Este enfoque novedoso podría usarse para fabricar células solares de tipo perovskita aún más eficientes en el futuro.
Si bien la mayoría de las células solares están hechas de silicio, estas células son difíciles de fabricar, ya que requieren cámaras de vacío y temperaturas superiores a 1000 ° C. Por lo tanto, los esfuerzos de investigación se han centrado recientemente en un nuevo tipo de célula solar, basada en perovskitas de haluro metálico. Soluciones de perovskitapuede imprimirse a bajo costo para crear células solares más eficientes y económicas.
En las células solares, las perovskitas pueden convertir la luz en electricidad, pero deben intercalarse entre un electrodo negativo y uno positivo. Sin embargo, uno de estos electrodos debe ser transparente para permitir que la luz del sol llegue a las perovskitas. No solo eso, cualquier otro material utilizado para ayudar a que las cargas fluyan desde las perovskitas al electrodo también debe ser transparente. Los investigadores han descubierto previamente que las capas delgadas de óxido de titanio son transparentes y capaces de transportar electrones al electrodo.
Ahora, un equipo de investigación con sede en Japón centrado en la Universidad de Kanazawa ha llevado a cabo un estudio más detallado sobre las células solares de perovskita utilizando capas de transporte de electrones hechas de anatasa y brookita, que son diferentes formas minerales de óxido de titanio. Compararon el impacto del usoya sea anatasa pura o brookita o capas combinadas anatasa encima de brookita o brookita encima de anatasa. El estudio del equipo se publicó recientemente en la revista ACS Nano letras .
Las capas de anatasa se fabricaron rociando soluciones sobre vidrio recubierto con un electrodo transparente que se calentó a 450 ° C. Mientras tanto, los investigadores utilizaron nanopartículas de brookita solubles en agua para crear las capas de brookita, ya que las tintas solubles en agua son más ecológicasque las tintas convencionales. Estas nanopartículas han tenido malos resultados en el pasado; sin embargo, el equipo predijo que las capas combinadas resolverían los problemas encontrados anteriormente al usar las nanopartículas.
"Al poner en capas la brookita sobre la anatasa pudimos mejorar la eficiencia de la célula solar hasta en un 16,82%", dice el coautor del estudio, Koji Tomita.
Estos resultados abren una nueva forma de optimizar las células solares de perovskita, es decir, mediante el apilamiento y la manipulación controlados de las diferentes formas minerales de óxido de titanio.
"El uso de diferentes fases minerales y combinaciones de estas fases permite un mejor control del transporte de electrones fuera de la capa de perovskita y también evita que las cargas se recombinen en el borde entre el material de perovskita y la capa de transporte de electrones", dice el primer autor Md.Shahiduzzaman: "Juntos, estos dos efectos nos permiten lograr mayores eficiencias de células solares".
Comprender cómo crear células solares de perovskita más eficientes es importante para desarrollar una nueva generación de células solares imprimibles y de bajo costo que puedan proporcionar energía limpia asequible en el futuro.
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Materiales proporcionados por Universidad de Kanazawa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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