Nuestra búsqueda de tecnología de generación de energía sostenible ha llevado a los investigadores a investigar diversos materiales y sus combinaciones en muchos tipos de dispositivos. Uno de estos materiales sintéticos se llama "perovskita", que es de bajo costo y fácil de producir, y puede usarse encélulas solares. Las células solares de perovskita han atraído mucha atención porque su eficiencia de conversión de energía es decir, su eficiencia para convertir la luz solar en electricidad ha experimentado mejoras dramáticas en los últimos años. Sin embargo, ha resultado difícil implementarlas para la generación de energía a gran escaladebido a un puñado de problemas.
Un problema que enfrentan las células solares de perovskita es la reproducibilidad. Esto significa que es difícil crear consistentemente capas de cristales de perovskita libres de defectos y agujeros, lo que significa que es probable que ocurran desviaciones de los valores de diseño, lo que reduce su eficiencia.El lado positivo es que los investigadores descubrieron que la eficiencia de estas células se puede aumentar combinando perovskita con nanotubos de carbono CNT. El mecanismo por el cual los CNT y la perovskita se unen y cómo esto afecta el rendimiento de las células solares de perovskita CNT no se ha estudiado enEn particular, la capacidad de las CNT puras para unirse a la perovskita no es muy buena, y esto podría comprometer las propiedades estructurales y conductoras en la interfaz de ambos materiales.
Por lo tanto, un equipo de Tokyo Tech dirigido por el Prof. Keiko Waki realizó una serie de experimentos en células solares de perovskita combinadas con diferentes tipos de CNT en un intento de mejorar su rendimiento y estabilidad y comprender los mecanismos subyacentes. No solo utilizaronCNT puros, pero también CNT que tenían "grupos funcionales que contienen oxígeno" en su estructura, que se sabe que fortalecen la interacción entre los CNT y la perovskita, lo que da como resultado mejores interfaces y mejora la cristalización de la perovskita.
Esta investigación consistió en varios experimentos que proporcionaron información sobre muchos aspectos de las interacciones CNT-perovskita. Primero, demostraron el rendimiento eléctrico superior de las células con CNT funcionalizadas sobre aquellas con CNT puro y encontraron evidencia que apoya que se producen cristales más grandes y menos defectos en la superficieal usar CNT funcionalizados. Luego, el equipo infirió que la perovskita en las células se sometería a un proceso de recristalización si se almacenaba en la oscuridad, y que la presencia de los grupos funcionales en CNT tendría un efecto significativo en este proceso. Esto fue confirmado poralmacenar las células durante más de dos meses y luego medir sus características eléctricas Fig. 1. "Hemos descubierto la capacidad de autocristalización de la perovskita a temperatura ambiente, cuya morfología mejoró enormemente después del almacenamiento a largo plazo. Sin embargo, el resultado más interesantefue la capacidad de las CNT funcionalizadas para hacer uso de la naturaleza de la autocristalización para formar un fuerteLa unión entre la perovskita y las CNT a través de la reconstrucción "explica el profesor Waki.En particular, los CNT funcionalizados mejoraron en gran medida el contacto entre los dos materiales y los grupos funcionales sirvieron como protección contra los ataques de la humedad en la perovskita, permitiendo que la autocristalización y la reconstrucción de la interfaz se llevaran a cabo sin una degradación notable.El equipo de investigación también descubrió que el proceso de recristalización podría acelerarse enormemente sometiendo constantemente las células solares a mediciones frecuentes, pero esto finalmente afectó su estabilidad y las degradó.
Tales estudios en profundidad sobre las células solares de perovskita y las formas de mejorarlas son muy valiosas porque nos acercan a nuevas fuentes de energía limpia. "Esperamos que este estudio contribuya a la producción de perovskitas con mayor estabilidad y reproducibilidad", concluyeProf. Waki. Estos hallazgos servirán como otro trampolín para que podamos ver las células solares de perovskita como una tecnología clave para preservar nuestro planeta.
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Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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