Nueva clase de células solares utilizando materiales de perovskita sin plomo - World Energy Trade

Nueva clase de células solares utilizando materiales de perovskita sin plomo

Imagen tomada de Sci Tech Daily

Investigación, Desarrollo e Innovación
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Las perovskitas con base de plomo ya ganaron mucha atención como materiales prometedores para células solares de bajo costo y alta eficiencia. Sin embargo, la inestabilidad intrínseca y la toxicidad del plomo (Pb) han generado serias preocupaciones sobre la viabilidad de las perovskitas basadas en Pb, lo que dificulta la comercialización a gran escala de células solares y dispositivos similares basados en estos materiales.  

Como solución alternativa, las perovskitas libres de Pb se propusieron recientemente para contrarrestar la toxicidad de las perovskitas a base de plomo, aunque es de poca utilidad debido a su menor eficiencia. 

Un estudio reciente, dirigido por el Profesor Tae-Hyuk Kwon en la Escuela de Ciencias Naturales en UNIST, ha dado un gran paso hacia el desarrollo de una nueva generación de células solares, utilizando perovskitas sin plomo. Con sus prometedoras propiedades electrónicas, se ha demostrado que el nuevo material de perovskita funciona como un regenerador de carga con células solares sensibilizadas por colorante, mejorando la eficiencia y la estabilidad en general. Publicados en la edición de noviembre de 2018 de Advanced Materials, sus hallazgos abrirán nuevas posibilidades para la aplicación de perovskitas sin plomo en células solares. 

El equipo de investigación utilizó la doble perovskita ordenada por la vacante (Cs2SnI6). A pesar de su perspectiva prometedora, los estados superficiales de Cs2SnI6 y su función siguen siendo en gran parte poco claros. Por lo tanto, es necesario un estudio exhaustivo para aclarar estas características de Cs2SnI6 para el diseño futuro de dispositivos basados en Cs2SnI6. 

A través de este trabajo, el equipo examinó el mecanismo de transferencia de carga de Cs2SnI6 con el objetivo de aclarar la función de su estado de superficie. Para este propósito, se desarrolló un sistema de 3 electrodos para observar la transferencia de carga a través del estado de superficie de Cs2SnI6. La voltametría cíclica y los análisis de Mott-Schottky también se utilizaron para probar el estado de la superficie de Cs2SnI6, cuyo potencial está relacionado con su banda prohibida. 

"En el caso de Cs2SnI6, la transferencia de carga se produjo a través del estado de la superficie de Cs2SnI6", dice HyeonOh Shin en la MS / FD combinada en Química en la UNIST. "Esto ayudará en el diseño de futuros dispositivos electrónicos y de energía, utilizando perovskitas libres de Pb". 

Basándose en esta estrategia, el equipo de investigación diseñó células solares híbridas, utilizando un regenerador de carga basado en Cs2SnI6 para células solares sensibilizadas con tinte orgánico (DSSC). Dichas células solares generan corriente eléctrica en el proceso donde el tinte orgánico oxidado regresa a su estado original. 

Este estudio ha atraído una considerable atención entre los investigadores, ya que examinó el mecanismo de transferencia de carga del Cs 2 SnI 6 con el objetivo de aclarar la función de su estado de superficie. Sus resultados sugieren que el estado de la superficie de Cs 2 SnI 6 es la principal vía de transferencia de carga en presencia de un mediador redox y debe considerarse en futuros diseños de dispositivos basados en Cs 2 SnI 6 .