(Phys.org) —Las células solares textiles son una fuente de energía ideal para pequeños dispositivos electrónicos incorporados a la ropa. En el diario Angewandte Chemie , Los científicos chinos ahora han introducido nuevas células solares en forma de fibras que se pueden tejer en un textil. El flexible las células coaxiales se basan en un material de perovskita y nanotubos de carbono; destacan por su excelente eficiencia de conversión energética del 3,3% y su bajo coste de producción.

El dilema de las células solares:o son económicas e ineficientes, o tienen una eficiencia razonable y son muy costosos. Una solución puede provenir de células solares hechas de materiales de perovskita, que son menos costosos que el silicio y no requieren aditivos costosos. Las perovskitas son materiales con una estructura cristalina especial similar a la de la perovskita, un titanato de calcio. Estas estructuras son a menudo semiconductores y absorben la luz de manera relativamente eficiente. Más importante, pueden mover electrones excitados por la luz a largas distancias dentro de la red cristalina antes de que vuelvan a su estado energético base y tomen una posición sólida, una propiedad que es muy importante en las células solares.

Un equipo dirigido por Hisheng Peng en la Universidad de Fudan en Shanghai ha desarrollado células solares de perovskita en forma de fibras flexibles que se pueden tejer en textiles electrónicos. Su proceso de producción es relativamente simple y económico porque utiliza un proceso basado en soluciones para construir las capas.

El ánodo es un alambre fino de acero inoxidable recubierto con una capa compacta de dióxido de titanio n-semiconductor. Encima se deposita una capa de dióxido de titanio nanocristalino poroso. Esto proporciona una gran área de superficie para la posterior deposición del material de perovskita CH3NH3PbI3. A esto le sigue una capa hecha de un material orgánico especial. Finalmente, una capa transparente de nanotubos de carbono alineados se enrolla continuamente sobre todo para actuar como cátodo. La fibra resultante es tan fina y flexible que se puede tejer en textiles.

La capa de perovskita absorbe la luz, que excita los electrones y los libera, provocando una separación de carga entre los electrones y los "huecos" formalmente cargados positivamente. Los electrones entran en la banda conductora de la capa compacta de dióxido de titanio y se mueven hacia el ánodo. Los "agujeros" son capturados por la capa orgánica. La gran superficie y la alta conductividad eléctrica del cátodo de nanotubos de carbono ayudan a la rápida conducción de las cargas con altas corrientes fotoeléctricas. La celda solar de fibra puede alcanzar una eficiencia de conversión de energía del 3.3%, superior al de todas las células solares de fibra coaxial anteriores fabricadas con tintes o polímeros.