Weihua Ning (izquierda) y Feng Gao (derecha) están discutiendo sus dispositivos sin plomo. Crédito:Thor Balkhed
Los investigadores han dado un paso hacia la fabricación de células solares a partir de perovskitas sin plomo. Películas de alta calidad basadas en perovskitas dobles, que muestran propiedades fotovoltaicas prometedoras, han sido desarrollados en colaboración entre la Universidad de Linköping, Suecia, y la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur.
Grupos de investigación de todo el mundo están investigando el potencial de las perovskitas como uno de los materiales más prometedores para el desarrollo de Células solares eficientes y respetuosas con el medio ambiente. En tan solo unos años la eficiencia de conversión de energía ha aumentado de un pequeño porcentaje a más del 22 por ciento. Las perovskitas actualmente disponibles para su uso en células solares, sin embargo, contener plomo, y Feng Gao, profesor titular en LiU, fue nombrado en el otoño de 2017 como miembro de la Academia Wallenberg para desarrollar perovskitas dobles sin plomo, en el que un metal monovalente y un metal trivalente reemplazan al plomo divalente.
En el laboratorio de la División de Electrónica Biomolecular y Orgánica, LiU, Los investigadores postdoctorales Weihua Ning y Feng Wang han fabricado con éxito películas delgadas de una sola capa de cristales densamente empaquetados de perovskitas dobles. Las películas son de muy alta calidad y se pueden utilizar como capa activa en células solares. en el que se absorbe la luz solar y se crean portadores de carga.
"Nuestros colegas de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur han demostrado que los portadores de carga muestran grandes longitudes de difusión en el material, que es necesario si el material va a ser apropiado para su aplicación en células solares, "dice Feng Gao.
La eficiencia de conversión de energía de las células solares sigue siendo baja, solo alrededor del 1 por ciento de la energía de la luz solar se convierte en electricidad, pero ni Feng Gao ni Weihua Ning están preocupados. "Hemos dado el primer paso importante y hemos desarrollado un método para fabricar la capa activa. Tenemos varias buenas ideas sobre cómo proceder para aumentar la eficiencia en un futuro próximo, "dice Feng Gao.
Las células solares de perovskita doble sin plomo (amarillo, en el frente) en comparación con el dispositivo basado en plomo (oscuro, en el fondo). El siguiente paso es sintonizar el color de las perovskitas dobles en oscuro, para que puedan absorber más luz para células solares eficientes. Crédito:Thor Balkhed
Los investigadores han calculado que más de 4, 000 combinaciones diferentes de materiales pueden formar perovskitas dobles. También utilizarán cálculos teóricos para identificar las combinaciones más adecuadas para su uso en células solares. Este avance para la investigación en perovskitas dobles también es el resultado del Ph.D. programa en materiales y nanociencia / tecnología en la Universidad de Linköping y la Universidad Tecnológica de Nanyang.
"Esta publicación es un resultado de las discusiones en relación con el programa de doctorado conjunto entre NTU-LiU. Dos estudiantes de doctorado, uno a cada lado, han sido contratados para trabajar en este proyecto. Este es un excelente comienzo para el programa, "dice el profesor Tze Chien Sum de NTU.
"Nos complementamos muy bien, el grupo dirigido por el profesor Sum en NTU somos expertos en fotofísica y nosotros somos expertos en ciencia de materiales y física de dispositivos, "dice Feng Gao.
Tre resultados se publican en Materiales avanzados .
