Un equipo de investigación de la Universidad de Cambridge ha anunciado un avance significativo en los materiales de perovskita de haluro, logrando una precisión de nivel atómico- en el control de su estructura. Este desarrollo, que crea una novedosa configuración de "sándwich de energía", está preparado para abordar importantes obstáculos que han impedido anteriormente la comercialización a gran-escala de células solares de perovskita.
Las perovskitas son reconocidas como una alternativa potencial muy prometedora al silicio en la energía fotovoltaica, reconocidas por su absorción de luz superior, menores costos de producción y excelentes capacidades de conversión espectral. Sin embargo, desafíos como la insuficiente estabilidad-a largo plazo, las dificultades para controlar la uniformidad de las películas delgadas-y las complejidades en la gestión de pilas de múltiples-capas los han confinado en gran medida a entornos de laboratorio.
El núcleo de este nuevo avance, tal y como recoge la prestigiosa revistaCiencia, radica en la aplicación de una técnica de deposición de vapor. Este método permite el crecimiento capa-por-capa de perovskitas tridimensionales y bidimensionales-, lo que da como resultado un control del espesor atómicamente preciso y una alineación atómica casi-perfecta. El "sándwich de semiconductores" resultante, desarrollado epitaxialmente, facilita canales de transporte de carga unidireccionales, lo cual es fundamental para minimizar la pérdida de energía y mejorar la eficiencia general de la conversión solar.
"Los métodos tradicionales-basados en soluciones a menudo carecen de la controlabilidad necesaria", explicó el profesor Sam Stranks, co-director de la investigación. "Nuestro enfoque de deposición de vapor no solo es compatible con los procesos de fabricación de semiconductores establecidos, sino que también nos otorga un control de nivel atómico-sin precedentes, al tiempo que ofrece una mayor tolerancia a las imperfecciones del material. Esta capacidad de-afinar las propiedades de rendimiento es un indicador claro de que las células solares de perovskita prácticas y producidas en masa-están a nuestro alcance".
Un aspecto especialmente valioso para la industria fotovoltaica es el éxito del equipo a la hora de personalizar las interfaces entre capas. Al ajustar ligeramente las condiciones de crecimiento, pueden manipular los estados electrónicos, lo que conduce directamente a una mejor conversión de luz-en-electricidad. El equipo de investigación informó haber logrado un rango de ajuste para diferencias de energía entre capas superiores a 0,5 eV y una vida útil de los portadores de carga significativamente extendida.
Este avance aborda eficazmente los principales obstáculos para la producción en masa de perovskita y abre nuevos caminos para las tecnologías de próxima-generación, incluidas las celdas en tándem de perovskita-silicio.
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Fuente:
Adaptado de los resultados de la investigación publicados enCienciapor el equipo de la Universidad de Cambridge.
