Investigadores estadounidenses observan la degradación de la perovskita en la nanoescala

Una nueva técnica llamada nanoprueba de rayos X de fluorescencia ha permitido a los científicos observar los mecanismos de degradación en funcionamiento a escala nanométrica en un material de perovskita híbrido a base de plomo.

El equipo ha trabajado con un compuesto de metilamonio, plomo y bromuro, que contiene iones negativos de bromo. Al igual que con otros materiales de perovskita, la estructura cristalina contiene múltiples espacios, que durante mucho tiempo se ha teorizado que puedan permitir que los iones se muevan dentro del material cuando se aplica voltaje.

La inestabilidad inherente de muchos materiales de perovskita los ha hecho difíciles de estudiar, ya que muchas técnicas microscópicas causan rápidamente daño al material o no pueden ver más allá de la superficie. Sin embargo, con la nanoprueba de fluorescencia de rayos X, los investigadores pudieron medir y crear mapas de alta resolución de los átomos que componen el material.

Estos mapas revelaron que los iones de bromo migraban de áreas cargadas negativamente a cargadas positivamente. Después de esto, al iluminar con un láser la perovskita se descubrió que las áreas con concentraciones más altas de bromo tenían fotoluminiscencia hasta un 180 % más fuerte que las áreas con iones de bromo empobrecidos.

“Observamos que los iones de bromo migran en minutos y vemos que las áreas ricas en bromo resultantes tienen el potencial de convertirse en mejores células solares, mientras que el rendimiento se degrada en áreas pobres en bromo”, dijo David Fenning, profesor de nanotecnología en UCSD. “La migración de iones afecta el rendimiento del material absorbente de la luz. Limitarlo podría ser una clave para mejorar la calidad de estas células solares”.

Armado con este conocimiento, Fenning y su equipo ahora trabajarán en métodos para limitar la migración de iones y aplicar su conocimiento a otros materiales de perovskita. La UCSD apunta a diferentes métodos para cultivar los cristales híbridos de perovskita, y reducir el número de defectos dentro de la estructura como una forma probable de lograr esto.