Los científicos de NREL observan la degradación de la perovskita a escala nanométrica

Los científicos de Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) han realizado análisis microscópicos de células solares de perovskita e hicieron nuevos descubrimientos con respecto a los mecanismos de degradación que ocurren dentro del material. Los resultados, de acuerdo con NREL, podrían ayudar a los científicos a centrar su investigación en áreas clave de mejora.

La investigación, realizada por NREL y la Universidad de Texas, Austin, se publica en la revista Nature Communications. El equipo examinó dos materiales de película delgada de perovskita diferentes, utilizando una novedosa técnica microscópica denominada microscopía de impedancia de microondas estimulada por la luz (MIM).

Las dos películas delgadas examinadas estaban fabricadas con yoduro de metilamonio, un material de perovskita comúnmente utilizado en la investigación de células solares, y su diferencia es el tamaño de los granos de cristal. Ambos materiales fueron recubiertos con una capa de plástico protector (polimetil metacrilato). Las células fueron iluminadas desde abajo por un rayo láser enfocado, y examinadas usando MIM, lo que permitió a los investigadores mapear la fotoconductividad de los materiales a escala nanométrica.

“La suposición general es que la degradación comienza con los límites de grano [las áreas donde los cristales individuales se tocan entre sí]”, dice el coautor y científico principal del NREL, Kai Zhu. “Pudimos mostrar que la degradación no comienza realmente a partir de los límites visibles entre los granos. Viene de la superficie del grano “.

Los dos materiales se probaron en el transcurso de una semana, en condiciones de 23 ° C y 35 % de humedad. Después de alrededor de tres días, la fotoconductividad comenzó a disminuir a medida que las moléculas de agua se movían a través del recubrimiento de plástico.

Los investigadores observaron que la degradación fue causada por la desintegración de los granos, y no por los límites de los granos, como se había supuesto anteriormente. El documento señala que, en el material probado con granos más grandes, los límites “son relativamente benignos”, y que las películas de perovskita con mejor cristalinidad deberían ser el objeto de futuras investigaciones.