Investigadores europeos descubren un nuevo efecto de la luz en las perovskitas

Los científicos que trabajan con el yoduro de plomo y metilamonio, un material de perovskita utilizado frecuentemente en la investigación de células solares de bajo costo y alta eficiencia, han hecho un descubrimiento que podría ayudar a explicar y controlar los problemas de degradación que presenta la perovskita y permitir la creación de nuevas aplicaciones para aprovechar la energía del sol.

El efecto se describe en el artículo Large tunable photoeffect on ion conduction in halide perovskites and implications for photodecomposition (Gran fotoefecto optimizable sobre la conducción de iones en peroideskitas de haluros y sus implicaciones para la fotodescomposición), publicado en la revista Nature Materials. Los científicos observaron que los átomos cargados, o iones, contribuyen a la conductividad inducida por la luz del material mucho más de lo que se pensaba anteriormente, y que este mecanismo puede alterar la estructura del material, perjudicando su eficiencia.

Los investigadores describen el efecto de la siguiente manera: “la luz inicialmente libera electrones, como es habitual en las células solares. Los electrones cargados negativamente dejan agujeros cargados positivamente en el cristal. Estos neutralizan los iones de yoduro cargados negativamente dentro del cristal. Debido a que un átomo de yodo sin carga es mucho más pequeño que un ion yoduro, ocupa un espacio llamado intersticial; un espacio libre en el enrejado cristalino en el que el ión yoduro más grande no encaja. Los huecos resultantes en la red cristalina permiten la conducción de iones de forma muy similar a como los huecos de electrones permiten la conducción de electrones “.

Aunque entender y prevenir los mecanismos de degradación es un obstáculo clave en el desarrollo de las células solares de perovskita, los investigadores de Max Planck dicen que su nuevo descubrimiento va más allá de esto, y que una mejor comprensión de este efecto podría ser extremadamente valiosa. “La conductividad iónica representa un fenómeno clave en un contexto de investigación energética”, explica Joachim Maier, Director del Instituto Max Planck para la Investigación del Estado Sólido. “Pero en muchos aspectos, especialmente en lo que respecta a la exposición a la luz, sigue siendo una tierra incógnita”.