La energía solar que llega a la Tierra es de unos 125 millones de gigavatios Gw. Cuando esta energía solar generada durante un año se convierte en petróleo, es de 100 billones de toneladas, que es diez mil veces más que la cantidad de energía petrolera que usa el mundoen un año. Entonces, no es sorprendente cuando uno de los anuncios comerciales de café decía: "La luz solar que llega a la Tierra durante 30 segundos es suficiente para que todo el mundo use energía durante 48 horas". Convertir esta energía solar en energía eléctrica esEnergía de células solares. Recientemente, un equipo de investigación de POSTECH desarrolló una tecnología ecológica de materiales electrónicos orgánicos para resolver un problema ambiental que puede ocurrir durante el proceso de producción de las células solares de perovskita convencionales.
El equipo de investigación de POSTECH consistió en el profesor Taiho Park y Junwoo Lee, un estudiante en el programa conjunto MS-PhD desarrollado Alkoxy-PTEG, polímeros de transporte de agujeros que podrían disolverse en aceite de menta, aplicando cadenas laterales de etilenglicol cuando producían alta eficienciacélulas solares de perovskita. Además, confirmaron que este polímero capturaba plomo con fugas en las células solares de perovskita envejecidas.
El material esencial de una célula solar es la capa fotoactiva que absorbe la energía solar. Perovskite utiliza materiales con estructuras cristalinas como capas fotoactivas y su característica distintiva es la absorción de luces muy bien, lo que es posible mediante el uso de materiales orgánicos e inorgánicos baratos. Por esta razón,se conoce como 'célula solar de próxima generación'. Pero el problema es que los materiales orgánicos de la capa de transporte utilizados en una célula solar usan solventes químicos tóxicos en el proceso de producción y pueden dañar el medio ambiente y los humanos y, por lo tanto, no pueden ser producidos en masa.Además, cuando el plomo en la perovskita envejece, puede gotear.
Diseñaron y sintetizaron nuevos polímeros para que se puedan disolver en aceite de menta 3-metilciclohexanona o aditivos alimentarios aromáticos de nuez 2-metil anisol, que podrían reemplazar los químicos tóxicos utilizados anteriormente. Esto hizo posible un proceso ecológico.
El equipo de investigación procesó las células solares de perovskita usando aceite de menta como solvente sin ningún aditivo químico y la eficiencia de la célula solar alcanzó 19.9% y 21.2% cuando se usaron aditivos alimentarios con aroma a nuez. Además, la desventaja de la célula solar de perovskita convencional es quetiene poca estabilidad porque es débil a la humedad y cuando hay agua, su eficiencia de conversión fotoeléctrica disminuye drásticamente. Sin embargo, los polímeros recientemente desarrollados superaron la desventaja. El equipo de investigación verificó que mantuvieron un 88% de eficiencia después de 30 días y exhibieron un altoestabilidad.
Mientras tanto, realizaron un análisis de resonancia magnética y confirmaron que las cadenas laterales de etilenglicol en las células solares de perovskita envejecidas mantuvieron el plomo con una resistencia moderada. Finalmente lograron desarrollar polímeros de transporte de retención multifuncionales que podrían ser procesados con solventes ecológicos y evitar el plomoEn otras palabras, mantuvieron el plomo filtrado sin destruir las estructuras de la perovskita. Se espera que su logro sea una solución para los problemas de contaminación ambiental causados por la fuga de plomo, un problema crónico de las células solares de perovskita.
Junwoo Lee, quien realizó esta investigación, dijo: "Cuando usamos solvente verde en el proceso de producción y evitamos el plomo generado por las células solares de perovskita envejecidas con un polímero, podemos resolver los problemas ambientales de las células solares de perovskita de alta eficiencia y producirlos en masa, "lo que implica su posible comercialización.
El profesor Taiho Park también comentó: "Nuestra investigación mostró la mayor eficiencia del mundo de las células solares de perovskita que pasaron por un proceso ecológico sin ninguna sustancia tóxica añadida. Anticipamos que esto puede ser una solución para conducir la fuga de lo convencionalcélulas solares de perovskita que dañan los cuerpos humanos o causan problemas ambientales "
La investigación fue apoyada por el Centro de Electrónica Suave Avanzada en el marco del Proyecto Global Frontier financiado por el Ministerio de Ciencia y TIC. Su trabajo ha sido publicado en la versión en línea de Materiales de energía avanzada , la revista más destacada en el campo de la energía y ha ganado mucha atención.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang POSTECH . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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