Detectadas “nanofranjas” en las perovksitas

Las células solares basadas en perovskitas pueden convertir más del 20 % de la luz incidente directamente en potencia útil. Sin embargo, hasta ahora no se conocían las razones subyacentes de esta alta eficiencia potencial.

En su investigación de los mecanismos que podrían explicar este fenómeno, investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe han detectado por primera vez franjas de nanoestructuras con direcciones alternas de polarización en las capas de perovskita. Las estructuras podrían servir como canales de transporte para portadores de carga, según han publicado los científicos en el Energy & Enviromental Science Journal.

Las perovskitas usadas en el proyecto Nanosolar financiado por la Fundación Baden-Württemberg son compuestos metal-orgánicos con una estructura cristalina y propiedades fotovoltaicas fuera de lo común. El propósito del equipo de investigación liderado por el doctor Alexander Colsmann es crear capas más robustas a los impactos medioambientales que absorban la luz para las células solares y reemplazar el plomo por elementos menos perjudiciales para el medioambiente. Con este fin, los científicos analizaron células solares de perovksita utilizando un tipo especial de microscopía de barrido en fuerza y encontraron nanoestructuras ferroeléctricas en las capas que absorben luz.

La ferroelectricidad implica que los cristales tienen una polarización eléctrica y crean zonas con la misma dirección de polarización, que se conocen como dominios. Los científicos han observado que durante el desarrollo de la capa fina las perovskitas de yoduro de plomo forman dominios ferroeléctricos con forma de franjas de aproximadamente cien nanómetros de ancho con campos eléctricos alternos que podrían desempeñar un papel decisivo en el transporte de cargas fotogeneradas fuera de la celda solar y de esta manera explicar las propiedades especiales de las perovskitas en fotovoltaica.