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Científicos en Alemania y China han desarrollado un aditivo que mejoró enormemente el rendimiento de una célula solar de perovskita a base de estaño. Las células fabricadas con el aditivo alcanzaron una eficiencia del 9.1%, y los investigadores dicen que su trabajo abre muchas posibilidades nuevas para mejorar el rendimiento de las perovskitas sin plomo.
El zumbido alrededor de las células solares de perovskita, a menudo llamado "la próxima generación" en la energía solar fotovoltaica, viene con una advertencia. Todos sus impresionantes logros de eficiencia hasta ahora han involucrado el plomo, un material altamente tóxico que sigue siendo una preocupación para los reguladores, a pesar de las garantías de aquellos que trabajan para comercializar la tecnología, se han puesto en marcha sistemas de reciclaje para compensar cualquier riesgo medioambiental.
Para los investigadores que trabajan en conceptos de células solares de perovskita, prescindir completamente del plomo se ha convertido en un objetivo importante. Pero si bien los grupos que trabajan con estaño, bismuto e incluso oro como reemplazo han hecho un progreso impresionante en los últimos años, se mantienen muy por detrás del yoduro de metilamonio y otros materiales que contienen plomo en términos de eficiencia y estabilidad.
Un nuevo estudio dirigido por Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) y el Institute of Functional Nano & Soft Materials de la Universidad Soochow en China introdujo un aditivo que, cuando se inserta en el material de perovskita, conduce a una estructura cristalina más ordenada y una célula solar que funciona de forma estable durante un largo período y sin el uso de plomo.
El aditivo, cloruro de feniletilamonio (phenylethylammonium chloride, PEACI), se describe en el artículo 'Tin halide perovskite films made of highly oriented 2D crystals enable more efficient and stable lead-free perovskite solar cells', que se publicó recientemente en ACS Energy Letters.
“Utilizamos cloruro de feniletilamonio como aditivo para las capas de perovskita. Luego llevamos a cabo un tratamiento térmico mientras las moléculas de PEACl migran a la capa de perovskita”, explica Meng Li, un científico postdoc en HZB.
"Esto da como resultado pilas ordenadas verticalmente de cristales de perovskita bidimensionales", siguió explicando Meng Li.
Las células fabricadas para el estudio utilizando material de perovskita de yoduro de estamidinio y estaño lograron una eficiencia máxima de 9.1%. HZB no proporcionó detalles sobre el rendimiento de estabilidad de las células. Sin embargo, el grupo señaló que el problema principal con las perovskitas a base de estaño es que el elemento reacciona rápidamente con el oxígeno en el medio ambiente, lo que lleva a la degradación. Pero los investigadores señalan que agregando el aditivo PEACl ocasiona que actúe como una barrera, protegiendo de esa manera, el estaño de la oxidación.
Si bien la eficiencia sigue estando muy lejos de lo que podría ser comercialmente interesante, y muy por detrás de lo que ya se ha logrado con las perovskitas a base de plomo, los investigadores están convencidos de que este descubrimiento abrirá nuevas puertas en el desarrollo de células solares de perovskita sin plomo.
Noticia tomada de: PV Magazine / Traducción libre del inglés por WorldEnergyTrade.com
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