Retener la energía de electrones “calientes” podría aumentar la eficiencia de la perovskita

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Los investigadores que trabajan con materiales de perovskita han hecho un descubrimiento que podría conducir a células solares con mucho más voltaje. El equipo creó una perovskita a base de estaño, en la que los electrones “calientes” retienen su energía durante mucho más tiempo que los materiales similares, lo que aumenta la posibilidad de desarrollar un método para cosechar esta energía, que con frecuencia se pierde en forma de calor.

Cuando las partículas de fotones tienen mayor energía que la banda prohibida del material de la célula solar, se crean los llamados “electrones calientes”, y la energía extra relativa a la banda prohibida se disipa rápidamente como calor y no contribuye al voltaje en la célula. En su trabajo de investigación, publicado en la revista Nature Communications, el equipo describe un material de perovskita a base de estaño, en el cual los electrones calientes pierden su energía mucho más lentamente, lo que hace que sea potencialmente más fácil de capturar.

La Universidad de Groninga había publicado previamente una investigación que detallaba un material de perovskita que reemplazaba el plomo, que es un material tóxico, por estaño, y luego observó el fenómeno de electrones calientes en este mismo material. “Cuando estudiamos este material más a fondo, observamos algo extraño”, dice Maria Antonietta Loi, profesora de Fotofísica y Optoelectrónica de la Universidad de Groninga. “Los electrones calientes emitieron su energía después de varios nanosegundos en lugar de unos cientos de femtosegundos”.

Esta mayor vida útil de la energía podría crear la posibilidad de que la energía se recoja antes de que se convierta en calor. Según Loi, los cálculos teóricos muestran que la recolección de energía de los electrones calientes podría aumentar la eficacia máxima de las células solares híbridas de perovskita hasta en un 66 %.

Habiendo descubierto este efecto, el equipo ahora debe trabajar para determinar por qué su perovskita a base de estaño reduce la velocidad de la descomposición de los electrones calientes y cómo lo hace. Esto, dicen, permitiría que los electrones se movieran de manera aún más lenta e se alcanzasen eficiencias celulares incluso mayores.