Agencias / InsurgentePress, Ciudad de México.- Los científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Moscú (MISIS), en colaboración con sus colegas del Instituto de Química Física y Electroquímica Frumkin de la Academia rusa de Ciencias y la Universidad Tor Vergata (Italia), consiguieron una estabilidad y eficacia notables de los elementos de perovskita.
La perovskita es un material con un gran futuro para las baterías solares, gracias sobre todo a una capa de yoduro de cobre. Los resultados de la investigación han sido publicados en Materials.
Los materiales de perovskita son un grupo joven de semiconductores para la optoelectrónica, considerados una alternativa eficaz al silicio en la fabricación de baterías solares. Los científicos decidieron corregir su principal defecto, la inestabilidad. El papel clave en ello lo desempeñó la molécula de metilamina-plomo-yodo-3.
“La capa fotoactiva de MAPbI₃ cristaliza en la superficie de la capa que transporta cargas positivas (en nuestro caso es óxido de níquel, NiO).
Se sabe que, sometidos a una iluminación constante y el posterior calentamiento de los elementos solares de perovskita con la capa fotoactiva de MAPbI₃, se liberan el yodo libre y ácido yodhídrico, que dañan la interfaz entre las capas de perovskita y NiO causando numerosos defectos y mermando de forma notable la estabilidad y productividad del dispositivo”, explicó el investigador del laboratorio de Energía Solar Innovadora de la MISIS, Danila Saranin.
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Para eliminar este problema, los científicos usaron una capa adicional de yoduro de cobre, un semiconductor entre perovskita y NiO de transporte de huecos.
“Este material no sufre una degradación tan rápida bajo la acción de la luz que se acompañe con la liberación de compuestos de yodo, como la perovskita. Es más, la capa adicional permite mejorar la recogida de cargas positivas y reducir considerablemente la concentración de defectos en el paso de las capas fotoabsorbentes y de transporte de huecos”, señaló Danila Saranin.
Como explican los propios científicos, no es una nueva idea la de estabilizar el elemento de perovskita de arquitectura similar y la composición de la capa fotoactiva con una capa orgánica adicional. Sin embargo, apuntan que otros colectivos científicos habían usado para ello materiales caros y complicados de sintetizar —derivados del compuesto organometálico de ferroceno, semiconductores orgánicos monomoleculares—.
Los científicos de la MISIS y sus colegas, en cambio, probaron el yoduro de cobre, un material no orgánico más accesible y fácil de manipular. La perfección de la estructura del elemento de perovskita, según sus observaciones, aumentó la estabilidad de su funcionamiento en un 40%, mientras la productividad se incrementó en un 15,2%.
Los desarrolladores afirman que el grosor del elemento final no alcanza un micrón, lo cual es inferior en decenas de veces que el de las baterías solares de silicio.
Ahora los científicos planean crear una capa similar para estabilizar el transporte de cargas negativas e interpolar la tecnología hasta la escala de un módulo en formatos mayores.
In their publication "Triarylphosphine Oxide as Cathode Interfacial Material for Inverted Perovskite Solar Cells" Dr. Kai Wang and KSC coworkers show that DPO acts as an excellent cathode modifier, opening new device‐engineering opportunities. https://t.co/gXX8SpGojb@AdvSciNews pic.twitter.com/pFcvHQ9Vvl
— KAUST Solar Center (@KAUST_Solar) May 16, 2019
