Científicos coreanos desarrollan nueva perovskita sin plomo

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Si bien las perovskitas están alcanzando niveles de eficiencia cada vez más significativos, tanto en formatos de células independientes como en tándem, algunos aún se desaniman por la presencia de plomo, un material altamente tóxico, en todos los dispositivos de mayor rendimiento.

Científicos de todo el mundo han estudiado la posibilidad de sustituir el plomo en los diseños comunes de perovskita con diversos materiales como el titanio, el estaño y el bismuto. Ahora, un equipo del  Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Ulsan de Corea del Sur (UNIST) ha identificado una perovskita a base de estaño que se dice podría abrir nuevas posibilidades para la aplicación de perovskitas sin plomo en células solares.

El material de doble perovskita a base de cesio-estaño, Cs2SnI6, había sido identificado previamente como prometedor para su uso en células solares y, sin embargo, se había realizado poca investigación sobre las propiedades de la superficie de la perovskita. Los hallazgos del equipo de UNIST se describen en el estudio “Surface State‐Mediated Charge Transfer of Cs2SnI6 and Its Application in Dye‐Sensitized Solar Cells”, publicado en la revista Advanced Energy Materials.

El equipo creó un sistema de tres electrodos que les permitió confirmar que la transferencia de carga se produjo a través del estado de la superficie del material y usar este conocimiento para diseñar una célula solar sensibilizada con colorante orgánico basada en Cs2SnI6.

“Debido a un alto volumen de cargas eléctricas en los tintes orgánicos que muestran una alta conectividad con el estado de la superficie de Cs2SnI6, se generó más corriente eléctrica”, dijo Byung-Man Kim en el Departamento de Química del UNIST, el autor principal de este estudio. “En consecuencia, Cs2SnI6 muestra una transferencia de carga eficiente con un nivel aceptor de carga termodinámicamente favorable, logrando una mejora del 79% en la densidad de la corriente fotoeléctrica en comparación con la de un electrolito líquido convencional”.

Este estudio es uno de los primeros en el mecanismo de transferencia de carga de Cs2SnI6 y, como tal, ha despertado un gran interés entre los investigadores, ya que los resultados proporcionarán información sobre el diseño y la dirección de los dispositivos futuros basados ​​en este material. Los resultados sugieren que el estado de la superficie es un tema clave a considerar en el diseño de dichos dispositivos.