Los materiales blandos y flexibles llamados perovskitas de haluro podrían hacer que las células solares sean más eficientes a un costo significativamente menor, pero son demasiado inestables para usar.
Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Purdue ha encontrado una manera de hacer que las perovskitas de haluro sean lo suficientemente estables al inhibir el movimiento de iones que las degrada rápidamente, desbloqueando su uso para paneles solares y dispositivos electrónicos.
El descubrimiento también significa que las perovskitas de haluro pueden apilarse juntas para formar heteroestructuras que permitirían a un dispositivo realizar más funciones.
Los resultados publicados en la revista Naturaleza el miércoles 29 de abril. Otras universidades colaboradoras incluyen la Universidad Tecnológica de Shanghai, el Instituto de Tecnología de Massachusetts, la Universidad de California, Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de los EE. UU.
Los investigadores ya han visto que las células solares hechas de perovskitas en el laboratorio funcionan tan bien como las células solares en el mercado hechas de silicio. Las perovskitas tienen el potencial de ser aún más eficientes que el silicio porque se desperdicia menos energía al convertir la energía solar.energía a la electricidad.
Y debido a que las perovskitas pueden procesarse desde una solución en una película delgada, como la tinta impresa en papel, podrían producirse de manera más económica en mayores cantidades en comparación con el silicio.
"Ha habido 60 años de un esfuerzo concertado para hacer buenos dispositivos de silicio. Puede haber habido solo 10 años de esfuerzo concertado en perovskitas y ya son tan buenos como el silicio, pero no duran", dijo Letian Doumasa lah-TEEN, profesor asistente de ingeniería química en Purdue.
Una perovskita está compuesta de componentes que un ingeniero puede reemplazar individualmente a escala nanométrica para ajustar las propiedades del material. La inclusión de múltiples perovskitas en una célula solar o circuito integrado permitiría al dispositivo realizar diferentes funciones, pero las perovskitas son demasiado inestables paraapilar juntos.
El equipo de Dou descubrió que simplemente agregar una molécula voluminosa rígida, llamada bitiofeniletilamonio, a la superficie de una perovskita estabiliza el movimiento de los iones, evitando que los enlaces químicos se rompan fácilmente. Los investigadores también demostraron que agregar esta molécula hace que una perovskita sea lo suficientemente estable como para formarlimpia las uniones atómicas con otras perovskitas, lo que les permite apilarse e integrarse.
"Si un ingeniero quisiera combinar las mejores partes de la perovskita A con las mejores partes de la perovskita B, eso normalmente no puede suceder porque las perovskitas simplemente se mezclarían", dijo Brett Savoie SAHV-oy, un asistente de Purdueprofesor de ingeniería química, que realizó simulaciones explicando lo que revelaron los experimentos a nivel químico.
"En este caso, realmente puede obtener lo mejor de A y B en un solo material. Eso es completamente inaudito"
La molécula voluminosa permite que una perovskita se mantenga estable incluso cuando se calienta a 100 grados Celsius. Las células solares y los dispositivos electrónicos requieren temperaturas elevadas de 50-80 grados Celsius para funcionar.
Estos hallazgos también significan que podría ser posible incorporar perovskitas en chips de computadora, dijeron los investigadores. Los pequeños interruptores en chips de computadora, llamados transistores, dependen de pequeñas uniones para controlar la corriente eléctrica. Un patrón de perovskitas podría permitir que el chip funcionemás funciones que con un solo material.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Kayla Wiles. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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