Un equipo de investigadores de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityUHK) ha desarrollado un pasivador vivo que mejora la estabilidad y la eficiencia de las células solares de perovskita. Se trata de un recubrimiento que imita las cápsulas de liberación de los medicamentos, que liberan sustancias químicas para curar defectos causados por factores estresantes ambientales, lo que lo convierte en una solución prometedora para la energía fotovoltaica de perovskita de próxima generación.
La comunidad científica ha desarrollado varias estrategias de pasivación para mejorar el rendimiento y confiabilidad de las células solares de perovskita, pero existe la dificultad de abordar los nuevos defectos causados por la exposición a la humedad y al calor a lo largo del tiempo durante el funcionamiento.
Para superar estos desafíos, los investigadores de CityUHK han desarrollado nuevos pasivadores vivos utilizando un material especial. El pasivador recientemente desarrollado aprovecha los enlaces covalentes dinámicos que se activan al exponerse a la humedad y al calor, lo que le permite desarrollar nuevos pasivadores en respuesta a factores ambientales. Este enfoque innovador permite la reparación y el mantenimiento en tiempo real de las células solares de perovskita.
Los investigadores llevaron a cabo experimentos exhaustivos y demostraron que el pasivador desarrollado mejora significativamente el rendimiento y la durabilidad de las células solares de perovskita. Esta nueva estrategia de pasivación ha logrado una eficiencia de conversión fotovoltaica de más del 25% y ha mantenido la estabilidad operativa durante más de 1.000 horas a altas temperaturas y en condiciones de humedad. La investigación, titulada ‘Pasivación dinámica activada por agua y calor para fotovoltaica de perovskita’, se ha publicado en la revista Nature.
Eficiencia y estabilidad frente a factores ambientales
La aplicación de un pasivador vivo sobre las superficies de perovskita mejora su resistencia a factores ambientales como la humedad y el calor. Esto mejora la estabilidad de las células solares de perovskita en condiciones cálidas y húmedas, introduciendo un enfoque dinámico y receptivo a los factores estresantes ambientales, según explican los expertos.
En comparación con la resistencia de las plantas y otros seres vivos sometidos a diversas condiciones climáticas, las células solares de perovskita se deterioran en cuestión de meses. La diferencia clave radica en la capacidad de los organismos vivos para regenerarse y reparar los defectos que van surgiendo, según señalan los expertos. Por ello, al incorporar un mecanismo de pasivación que se recupere dinámicamente durante el funcionamiento, se puede desbloquear este concepto regenerativo para la perovskita u otros dispositivos electrónicos.
Actualmente, el equipo de CityUHK está colaborando con socios de la industria para aplicar esta tecnología a fin de abordar problemas relacionados con la migración iónica y la inestabilidad en las células solares de perovskita durante las etapas de fabricación y operación, ya que esto podría ayudar a que estas células solares sean más viables a nivel comercial.