Investigadores de EE. UU. quitan el plomo de las perovskitas

La mayoría de los materiales de perovskita que han sido objeto de investigación para aplicaciones solares se basan en plomo, un material altamente tóxico; y también en materiales orgánicos, que a menudo causan problemas de estabilidad.

Ahora, investigadores de la Universidad Brown y la Universidad de Nebraska-Lincoln han desarrollado células solares de perovskita inorgánicas que sustituyen el plomo por titanio. La investigación, publicada en la revista Joule, demuestra que este material podría ser útil en arreglos de células tándem con silicio u otros materiales de células solares.

“El titanio es un elemento abundante, robusto y biocompatible que, hasta ahora, se ha pasado por alto en gran medida en la investigación de la perovskita”, dijo el profesor de la Escuela de Ingeniería de Brown, Nitin Padture. “Mostramos que es posible utilizar material a base de titanio para producir perovskitas de película delgada y que el material tiene propiedades favorables para aplicaciones solares”.

Las celdas producidas eran semitransparentes, con un margen de banda de 1.8 eV y una eficiencia del 3,3 %.

Estos resultados están muy por debajo de los logrados con las perovskitas a base de plomo, y aún más lejos de los niveles comerciales de eficiencia, pero los investigadores desean enfatizar que este es un buen resultado para ser la primera vez que se trabaja con un nuevo material, y que hay mucho espacio para mejora.

La investigación comenzó con simulaciones por computador llevadas a cabo por teóricos de la Universidad de Nebraska-Lincoln, que mostraron el potencial de una clase de perovskitas basadas en cesio, titanio y un halógeno, como el bromo o el yodo.

Otros intentos de crear perovskitas sin plomo se han centrado principalmente en el estaño, que, según los investigadores, es un candidato más débil que el titanio, ya que es más propenso a la oxidación.

El material también exhibió un voltaje de circuito abierto de más de 1 V, que según los investigadores es una prueba más del potencial del material. “El voltaje de circuito abierto es una propiedad clave que podemos usar para evaluar el potencial de un material de célula solar”, dijo Padture. “Tener un valor tan alto desde el principio es muy prometedor”.