Ampliamente conocida como una de las fuentes de energía más limpias y renovables, la energía solar es una alternativa de rápido crecimiento a los combustibles fósiles. Entre los diversos tipos de materiales solares, la perovskita de haluro organometálico en particular ha atraído la atención de los investigadores gracias a su óptica superior ypropiedades electrónicas: con un aumento dramático en la eficiencia de conversión de energía PCE del 3% en 2009 a más del 22% en la actualidad, las células solares de perovskita se consideran un dispositivo de energía prometedor de próxima generación; solo que la perovskita es débil paraagua y pierde rápidamente su estabilidad y rendimiento en un ambiente húmedo y húmedo.
Un equipo de investigadores coreanos dirigido por Taiho Park en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang POSTECH, Corea, ha encontrado un nuevo método para mejorar no solo la eficiencia, sino también la estabilidad y la tolerancia a la humedad de las células solares de perovskita. Park y sus estudiantes, Guan-Woo Kim y Gyeongho Kang, diseñaron un polímero conductor hidrofóbico que tiene una gran movilidad de agujeros sin la necesidad de aditivos, que tienden a absorber fácilmente la humedad en el aire. Recientemente publicaron sus hallazgos en Energía y ciencias ambientales .
Las células solares de perovskita en general consisten en un electrodo transparente, una capa de transporte de electrones, perovskita, una capa de transporte de agujeros y un electrodo de metal. La capa de transporte de agujeros es importante porque no solo transporta agujeros al electrodo sino que también evita que la perovskitaal estar expuesto directamente al aire. Spiro-MeOTAD, un material de transporte de agujeros utilizado convencionalmente, necesita aditivos debido a su movilidad intrínsecamente baja. Sin embargo, la sal de litio bis trifluorometano sulfonimida LiTFSI, uno de los aditivos comunes, es propenso aaspira la humedad en el aire. Además, Spiro-MeOTAD forma una capa ligeramente hidrofílica que se disuelve fácilmente en agua y, por lo tanto, no puede funcionar como una barrera contra la humedad en sí misma.
El equipo de Park se centró en la idea de una capa de transporte de agujeros poliméricos sin aditivos sin dopantes. Diseñaron y sintetizaron un polímero conductor hidrófobo combinando benzoditiofeno BDT y benzotiadiazol BT. Como el nuevo polímero tiene una caraEn la orientación, que ayuda al transporte de carga vertical de los agujeros, los investigadores pudieron lograr una gran movilidad de los agujeros sin ningún aditivo.
Park y sus colegas confirmaron que las células solares de perovskita con el nuevo polímero mostraron una alta eficiencia del 17.3% y una estabilidad dramáticamente mejorada: las células retuvieron la alta eficiencia durante más de 1400 horas, casi dos meses, con una humedad del 75 por ciento.
"Creemos que nuestros hallazgos acercarán un poco más la perovskita al uso y acelerarán la comercialización de las células solares de perovskita", comentó Taiho Park, profesor del Departamento de Ingeniería Química de POSTECH.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang POSTECH . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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