Científicos proponen nuevas recetas para células de perovskita

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Si bien las perovskitas parecen estar destinadas rápidamente a la comercialización, siguen existiendo preocupaciones sobre la estabilidad y la durabilidad de muchos de los materiales utilizados en ellas.

Químicos de la Universidad de Tecnología de Kaunas (KTU), que trabajan con físicos de la Universidad de Vilnius y la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), han descubierto una reacción entre algunos de los materiales más comúnmente utilizados en las células solares de perovskita, lo que podría estar exacerbando el ciclo de vida muy corto de tales dispositivos.

La tert-butilpiridina (TBP) se usa comúnmente en el proceso de crecimiento de capas de perovskita, ya que se ha demostrado que mejora la cristalinidad y, por lo tanto, el rendimiento del material. La nueva investigación, sin embargo, teoriza que otra reacción entre el TBP y los materiales semiconductores de perovskita podría estar contribuyendo a la disminución a veces del rendimiento observado en tales células.

El estudio “Pyridination of hole transporting material in perovskite solar cells questions the long-term stability”, publicado en el Journal of Materials Chemistry C, describe el uso de diferentes formas de espectrometría para confirmar la influencia negativa de TBP en el rendimiento del dispositivo.

Menos materiales derivados de piridina en producción.

“Hemos planteado la hipótesis de que la tert-butilpiridina, que es un aditivo de uso habitual para mejorar el rendimiento, está reaccionando con semiconductores, es decir, materiales que transportan orificios, en las células solares”, dice el profesor Vytautas Getautis, de la Facultad de Tecnología Química de KTU. “Debido a la reacción, la eficiencia del material de transporte del orificio disminuye a medida que se forman los nuevos productos piridinados, y esto tiene una influencia negativa en el rendimiento de la celda”.

El equipo de químicos de KTU sintetizó y caracterizó los productos que podrían formarse a partir de dicha reacción, lo que hipotéticamente podría afectar el rendimiento del material de transporte de agujeros en una célula de perovskita. Luego, los físicos de la EPFL pudieron confirmar tanto la presencia de los materiales en las células solares de perovskita envejecidas como su efecto negativo en el rendimiento.

“La concentración de estos productos es muy baja después de varios meses de envejecimiento de la célula. Sin embargo, la detección de sustancias nocivas después de la explotación abre nuevas vías en la producción de células solares de perovskita estables a largo plazo “, agrega el Prof. Getautis.

KTU recomienda inicialmente usar menos materiales derivados de piridina en la producción, o cambiar la estructura del material de transporte del orificio para evitar que se produzca la reacción, como posibles soluciones.