Ingenieros de la Universidad de Rice (Houston, EE.UU.) han conseguido desarrollar paneles solares estables y eficientes a partir de perovskitas bifaciales de haluro. Las células tienen un grosor de aproximadamente una micra, con capas 2D y 3D.
Las perovskitas son cristales con redes cúbicas que se sabe que son recolectores de luz eficientes, pero los materiales tienden a sufrir estrés por la luz, la humedad y el calor. El nuevo avance de la Universidad de Rice elimina en gran medida el último gran obstáculo para la producción comercial.
Cuando una capa 2D se coloca encima de una capa 3D, el solvente destruye la capa subyacente, pero el nuevo método desarrollado por el equipo de ingenieros de Rice resuelve este escollo.
Una combinación eficiente y estable
Las células de perovskita 2D son estables, pero menos eficientes para convertir la luz solar. Las perovskitas 3D son más eficientes pero menos estables. Combinarlas incorpora las mejores características de ambas. Esta solución conduce a eficiencias muy altas porque permite controlar el flujo de carga y energía, no solo para las células solares, sino también para los dispositivos optoelectrónicos y los LED.
El procesamiento de soluciones se usa ampliamente en la industria e incorpora una variedad de técnicas (recubrimiento por rotación, recubrimiento por inmersión, recubrimiento por aspas o recubrimiento por matriz ranurada) para depositar material sobre una superficie en un líquido. Cuando el líquido se evapora, queda la capa pura.
La clave es un equilibrio entre dos propiedades del propio disolvente: su constante dieléctrica y el número donante de Gutmann. La constante dieléctrica es la relación entre la permeabilidad eléctrica del material y su espacio libre. Eso determina la eficiencia de un solvente para disolver un compuesto iónico. El número de donantes es una medida de la capacidad de donación de electrones de las moléculas de disolvente.
Aplicaciones
El equipo investigador afirma que su descubrimiento debería ser compatible con la fabricación de rollo a rollo que normalmente produce 30 metros de celda solar por minuto. Este avance conduce, por primera vez, a heteroestructuras de dispositivos de perovskita que contienen más de una capa activa.
Según los investigadores, esto tiene implicaciones no solo para la energía solar sino también para el hidrógeno verde, con celdas que pueden producir energía y convertirla en hidrógeno. También podría habilitar la energía solar sin red para automóviles, drones, energía fotovoltaica integrada en edificios o incluso agricultura.