Los prometedores materiales de perovskita de haluro para la conversión de energía solar muestran altas eficiencias, pero esto tiene un costo: los mejores materiales de perovskita incorporan plomo tóxico que representa un peligro para el medio ambiente. Reemplazar el plomo por elementos menos tóxicos no es fácil ya que el plomo-las perovskitas libres muestran una menor estabilidad y una baja eficiencia. Ahora, una colaboración internacional ha diseñado un nuevo material híbrido de perovskita con prometedora eficiencia y estabilidad.
Entre los nuevos materiales para células solares, las perovskitas de haluro se consideran particularmente prometedoras. Dentro de unos años, la eficiencia de tales células solares de perovskita aumentó de unos pocos porcentajes a más del 25%. Desafortunadamente, las mejores células solares de perovskita contienen plomo tóxico, lo que representa un peligro para el medio ambiente. Sin embargo, es sorprendentemente desafiante reemplazar el plomo con elementos menos tóxicos. Una de las mejores alternativas es el estaño. Las perovskitas halógenas con estaño en lugar de plomo deben mostrar excelentes propiedades ópticas, pero en la práctica, sulas eficiencias son mediocres y disminuyen rápidamente. Y este rápido "envejecimiento" es su principal desventaja: los cationes de estaño en la estructura de perovskita reaccionan muy rápidamente con el oxígeno del ambiente para que su eficiencia disminuya.
Ahora, una cooperación internacional dirigida por Antonio Abate, HZB y Zhao-Kui Wang, Instituto de Materiales Funcionales Nano y Suaves FUNSOM, Universidad de Soochow, China, ha logrado un avance que abre un camino hacia la perovskita no tóxicabasadas en células solares que proporcionan un rendimiento estable durante un largo período. También usan estaño en lugar de plomo, pero han creado una estructura bidimensional mediante la inserción de grupos orgánicos dentro del material, lo que conduce a las llamadas fases 2D Ruddlesden-Popper ".usamos cloruro de feniletilamonio PEACl como aditivo para las capas de perovskita. Luego llevamos a cabo un tratamiento térmico mientras las moléculas de PEACl migran hacia la capa de perovskita. Esto resulta en pilas ordenadas verticalmente de cristales de perovskita bidimensionales ", explica el primer autor, Dr. Meng LiLi es un postdoctorado en el grupo de Abate y ha organizado una estrecha cooperación con los socios chinos. En el Centro de Radiación Sincrotrón de Shanghai SSRF, pudieron analizar con precisión la morfología yCaracterísticas de rystal de las películas de perovskita después de diferentes tratamientos de recocido.
La mejor de estas células solares de perovskita sin plomo logró una eficiencia del 9,1% y valores de alta estabilidad, tanto en condiciones diurnas como en la oscuridad. Las moléculas de PEACl se acumulan entre las capas de perovskita cristalina como resultado del tratamiento térmico y la formauna barrera que evita que los cationes de estaño se oxiden ". Este trabajo allana el camino para células solares de perovskita sin plomo más eficientes y estables", está convencido Abate.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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