Figura 1. Esquema de la estructura completa del dispositivo de células solares. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
Un equipo de investigación de KAIST ha propuesto un material de perovskita, Cs 2 Au 2 I 6 que sirve como material activo potencial para dispositivos fotovoltaicos de película delgada sin plomo altamente eficientes. Se espera que este material sienta las bases para superar las limitaciones previamente conocidas de la perovskita, incluidos sus problemas de estabilidad y toxicidad.
Como buenos candidatos para las células fotovoltaicas de alta eficiencia de próxima generación, Las células fotovoltaicas de perovskita tienen una eficiencia de fotoconversión máxima del 22%, comparable a las células fotovoltaicas de silicio cristalino de alto rendimiento. Además, Las células a base de perovskita se pueden fabricar a bajas temperaturas, lo que se traduce en reducciones de costes drásticas.
Sin embargo, Se ha observado que los materiales de perovskita híbridos orgánicos-inorgánicos convencionales exhiben baja estabilidad, eventualmente degradando su desempeño y haciéndolos no aptos para un uso continuo. Es más, su inclusión de plomo ha socavado su respeto al medio ambiente.
A la luz de esta, un equipo conjunto dirigido por el profesor Hyungjun Kim del Departamento de Química de KAIST y el profesor Min Seok Jang de la Escuela de Ingeniería Eléctrica ha analizado un material de perovskita descubierto previamente, Cs 2 Au 2 I 6 , compuesto únicamente por sustancias inorgánicas e investigó su idoneidad para su aplicación en dispositivos fotovoltaicos de capa fina. Las investigaciones teóricas sugieren que este nuevo material de perovskita no solo es tan eficiente sino también más estable y respetuoso con el medio ambiente en comparación con los materiales de perovskita convencionales. Para este análisis, el equipo desarrolló marcos de simulación multifísica multiescala. Se llevaron a cabo cálculos cuánticos de primer principio a escala atómica para estudiar las propiedades ópticas del material propuesto, y se realizaron simulaciones electromagnéticas a escala de dispositivo para sugerir que el material podría servir como una sustancia fotovoltaica prometedora a nivel de dispositivo.
Desde este punto en adelante, el equipo de investigación planea extender el estudio en dos direcciones:un estudio empírico para aplicar el material de perovskita en células fotovoltaicas del mundo real y un análisis teórico para encontrar el material óptimo y altamente estable para las células fotovoltaicas. El equipo dijo:"Los materiales de perovskita son muy eficientes, pero para reemplazar completamente las células solares convencionales, sus problemas de estabilidad y toxicidad deben resolverse primero ". Agregaron que se espera que esta investigación acelere los estudios relacionados en la búsqueda de una alta eficiencia, materiales de perovskita respetuosos con el medio ambiente.
