Las células solares de perovskita podrían alcanzar una eficiencia de conversión máxima del 30 % en lugar del 20 % actual. Esta es una de las principales conclusiones de un estudio llevado a cabo por un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Cambridge y del Politécnico de Milán que se ha publicado en la revista científica Nature (en inglés).
El estudio se creó con el fin de investigar por cuánto tiempo pueden los electrones producidos con células solares de perovskita mantener los niveles de energía más altos que pueden alcanzar. En particular, los científicos querían comprender si los denominados electrones “calientes” (hot, en inglés), que mantienen su velocidad antes de chocar con otros electrones, mantienen el potencial para producir más carga.
“Imagine que tiene una mesa de billar y cada bola se mueve a la misma velocidad”, dice Johannes Richter, un estudiante de doctorado que es el autor principal del estudio. “Después de un periodo de tiempo, se golpearán entre ellas, lo que provocará que se ralenticen y cambien la dirección. Queríamos saber cuánto teníamos que esperar para extraer los electrones antes de que sucediera esto.”
El equipo de investigación usó un espectroscopio bidimensional para bombear luz de dos láseres en muestras de células de perovskita con yoduro de plomo para simular la luz del sol. Entonces usaron una tercer láser de prueba para medir la cantidad de luz que se absorbía. Los investigadores dicen que con este método fueron capaces de determinar la cantidad de tiempo en la que se pueden extraer los electrones mientras aún están “calientes”.
Los autores del estudio concluyeron que la colisión entre electrones comienza a pasar entre 10 y 100 femtosegundos después de que la luz haya sido absorbida por la célula. “Para maximizar la eficiencia energética los electrones tendrían que alcanzar el electrodo en menos de 10 cuadrillonésimas de segundo”, dijo el equipo.
“La escala temporal que hemos calculado es ahora el límite de tiempo que tenemos para operar si queremos crear dispositivos solar súper eficientes portadores de carga. Necesitamos sacar el electrón antes de que finalice este minúsculo lapso de tiempo”, dijo Richter.
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