Los científicos de la Universidad de Rice creen que han superado un obstáculo importante para evitar que las células solares basadas en perovskita logren el uso convencional.
Mediante el uso estratégico del elemento indio para reemplazar parte del plomo en las perovskitas, el científico de materiales de Rice Jun Lou y sus colegas de la Escuela de Ingeniería de Brown dicen que están en mejores condiciones para diseñar los defectos en el solar de yoduro de cesio y plomocélulas que afectan la brecha de banda del compuesto, una propiedad crítica en la eficiencia de la célula solar.
Como beneficio adicional, las células recién formuladas del laboratorio pueden fabricarse al aire libre y durar meses en lugar de días con una eficiencia de conversión solar ligeramente superior al 12%.
Los resultados del equipo de Rice aparecen en Materiales avanzados .
Las perovskitas son cristales con celosías en forma de cubos que se sabe que son recolectores de luz eficientes, pero los materiales tienden a estar estresados por la luz, la humedad y el calor.
No son las perovskitas de arroz, dijo Lou.
"Desde nuestra perspectiva, esto es algo nuevo y creo que representa un avance importante", dijo. "Esto es diferente de los perovskitas tradicionales de los que la gente ha estado hablando durante 10 años: los híbridos inorgánicos-orgánicos quele brinda la mayor eficiencia hasta ahora registrada, alrededor del 25%. Pero el problema con ese tipo de material es su inestabilidad.
"Los ingenieros están desarrollando capas de protección y elementos para proteger esos materiales preciosos y sensibles del medio ambiente", dijo Lou. "Pero es difícil hacer una diferencia con los materiales intrínsecamente inestables. Es por eso que nos propusimos hacer algo diferente."
El investigador postdoctoral de Rice y autor principal Jia Liang y su equipo construyeron y probaron células solares de perovskita de cesio inorgánico, plomo y yoduro, las mismas células que tienden a fallar rápidamente debido a defectos. Pero al agregar bromo e indio, los investigadores pudieronpara anular defectos en el material, elevando la eficiencia por encima del 12% y el voltaje a 1.20 voltios.
Como beneficio adicional, el material demostró ser excepcionalmente estable. Las células se prepararon en condiciones ambientales, resistiendo la alta humedad de Houston, y las células encapsuladas se mantuvieron estables en el aire durante más de dos meses, mucho mejor que los pocos días que transcurrieron.las células de yoduro de cesio-plomo duraron.
"La mayor eficiencia para este material puede ser del 20%, y si podemos llegar allí, puede ser un producto comercial", dijo Liang. "Tiene ventajas sobre las células solares basadas en silicio porque la síntesis es muy barata, esbasado en soluciones y fácil de escalar. Básicamente, simplemente lo extiende sobre un sustrato, lo deja secar y tiene su célula solar ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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