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Un grupo de investigadores ha logrado un avance significativo en la tecnología solar al estabilizar cristales de perovskita para su uso en futuros paneles solares. Este descubrimiento promete una tecnología verde más eficiente y sostenible, marcando un cambio potencial en la industria solar.
Estabilización de cristales de perovskita
Los investigadores han sintetizado células solares altamente duraderas hechas de perovskita, una estructura cristalina común (en su forma natural es un mineral de óxido de calcio y titanio). Este avance podría ser muy importante para la industria solar, ofreciendo una alternativa más sostenible y económica a los paneles solares de silicio.
Energía Solar: Crecimiento y aplicaciones
La energía solar es la tecnología energética de más rápido crecimiento y desempeña un papel crucial en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. La energía solar convierte la luz solar en electricidad, utilizada en diversas aplicaciones como iluminación, calefacción, refrigeración, computadoras, electrónica y maquinaria.
Limitaciones del Silicio en la energía solar
Los paneles solares de silicio tienen una vida útil de alrededor de 25 años. Aunque son probados y confiables, el uso de silicio es ambientalmente insostenible porque es un recurso no renovable y finito. Los paneles solares más duraderos, por ejemplo, utilizan silicio puro, cuya producción es costosa e ineficiente.
La promesa de las Perovskitas
En los últimos años, las perovskitas han mostrado ser un material más barato y menos derrochador, aunque con menos durabilidad. Las perovskitas naturales son raras, pero pueden sintetizarse artificialmente como un compuesto orgánico-inorgánico con una estructura cristalina ABX3 que alberga iones cargados eléctricamente. Funcionan como una capa activa de captura de luz, similar a las tecnologías solares actuales. Sin embargo, no son viables comercialmente debido a su corta vida útil, medida en meses, y su susceptibilidad a la inestabilidad química y térmica, así como a daños por humedad y oxígeno durante la producción.
Estrategias para mejorar la estabilidad
Para abordar estos problemas de estabilidad, los científicos diseñaron nuevas estrategias y publicaron sus hallazgos en un estudio en la revista Science el 13 de junio. Crearon una nueva estructura de perovskitas que puede, teóricamente, durar tanto como las células solares basadas en silicio.
Innovación en la producción de Perovskitas
Las células solares de perovskita son una especie de santo grial de esta nueva tecnología solar. Y eso se debe a que las perovskitas pueden, en teoría, producirse significativamente más baratas que las células solares inorgánicas como el silicio o el arseniuro de galio. Esto es posible porque pueden procesarse en solución a bajas temperaturas. Básicamente, puedes tomar una tinta de un precursor de perovskita, extenderla sobre un trozo de vidrio, calentarla y obtendrás una perovskita.
Isaac Metcalf, estudiante de posgrado en ciencia de materiales y nanoingeniería en la Universidad de Rice.
Perovskitas de Formamidinio: Un avance clave
Basándose en investigaciones previas y otros estudios recientes que buscaban mejorar la estabilidad, el equipo se centró en el yoduro de formamidinio, un precursor en la fabricación de células solares de perovskita conocido por sus propiedades mejoradas de absorción de luz y estabilidad térmica. Introdujeron una forma soluble del precursor a una capa de perovskitas 2D y las expusieron a una temperatura superior a 60 grados Celsius. La exposición prolongada permitió generar perovskitas 3D «ultra-estables».
Implicaciones futuras
El nuevo método de diseño de perovskitas facilita su procesamiento en solución, lo que significa que podrían producirse a mayor escala. Este estudio marca un paso importante hacia la madurez de las células solares de perovskita, acercándolas a su comercialización.
El avance en la estabilización de cristales de perovskita representa un progreso significativo en la tecnología solar, ofreciendo una alternativa más sostenible y eficiente a los paneles solares de silicio. Este descubrimiento no solo promete reducir los costes de producción, sino también aumentar la vida útil de los paneles solares, contribuyendo así a un futuro energético más verde y sostenible.
Vía rice.edu
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