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Un equipo de investigadores afiliado a varias instituciones en los EE. UU. Ha encontrado una manera de mejorar la eficiencia de las células solares basadas en perovskita, agregando tiocianato de guanidinio a la mezcla. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el grupo describe su trabajo con células solares basadas en perovskita y lo bien que funcionan.
Durante la mayor parte de su historia, El silicio ha sido el material elegido al fabricar células solares; ningún otro material fue tan eficiente ni pudo producir durante tanto tiempo. Pero en los últimos años Los químicos han estado trabajando con diferentes materiales que se han ido acercando. Uno de esos materiales prometedores es la perovskita cristalina. Generalmente está hecho de plomo, bromo, yodo y otros elementos. En la actualidad, Las células solares fabricadas con perovskita tienen dos ventajas sobre las células de silicio tradicionales. Son más baratos de fabricar y absorben mejor los fotones azules de alta energía. La segunda característica ha llevado a los fabricantes de células solares a unir los dos tipos de células para crear células en tándem de silicio / perovskita que brindan los mejores beneficios de ambas. Pero los fabricantes de células solares todavía creen que eventualmente, Las células basadas en perovskita pueden reemplazar las células de silicio por completo en algún momento, resultando en reducir los costos de producción. En este nuevo esfuerzo, los investigadores afirman haber encontrado una manera de acercarse.
Investigaciones anteriores habían demostrado que agregar estaño a la mezcla al fabricar perovskitas resultó en hacerlas más eficientes, casi tan eficientes como las células basadas en silicio. Pero el estaño se degrada cuando se expone al oxígeno. Para evitar que eso suceda, el equipo en los EE. UU. también agregó tiocianato de guanidinio a la mezcla. Es un compuesto orgánico que recubre otros materiales; en este caso, la lata en la mezcla de perovskita. Los investigadores descubrieron que al hacerlo se evitaba que el estaño se degradara. Las pruebas de la perovskita resultante mostraron que tenía una eficiencia de aproximadamente un 20 por ciento. Cuando el equipo lo combinó con una celda de perovskita tradicional diseñada para absorber fotones de alta energía, formando un tándem de perovskita, vieron eficiencias del 25 por ciento. Esto está cerca del 28 por ciento observado con los tándems de perovskita de silicio.
Comparación de características del dispositivo. (A) Curvas típicas de densidad-voltaje de fotocorriente (J-V) (recuadro que muestra las salidas de potencia estables) y (B) comparación estadística de los parámetros J-V de PSC de baja banda prohibida preparadas con aditivo GuaSCN al 7% o sin usar el aditivo GuaSCN (control, 0% GuaSCN). El valor medio, valores máximos / mínimos, y el círculo representa del 25% al 75% de la región de datos, barras superior / inferior, y rectángulo, respectivamente. (C) Eficiencia cuántica externa de los dos dispositivos que se muestran en (A) con la densidad de corriente integrada indicada. Crédito: Ciencias (2019). DOI:10.1126 / science.aav7911
Los investigadores señalan que creen que pueden aumentar más la eficiencia, quizás alcanzando niveles en tándem de silicio / perovskita, pero reconocen que todavía tienen otros problemas con los que lidiar antes de que tales células sean viables, más prominentemente, haciéndolos durar lo suficiente para uso comercial.
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