Lo mejor de ambos: los puntos cuánticos y las perovskitas se unen para un rendimiento estable

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Científicos de la Universidad de Toronto han combinado dos prometedores materiales para la tecnología de células solares: los puntos cuánticos y las perovskitas en un solo dispositivo.

Ambos materiales ofrecen el potencial para desarrollar dispositivos fotovoltaicos de alta eficiencia y bajos costes de producción, pero se ven frenados por una serie de problemas, principalmente la inestabilidad en condiciones cotidianas en las que el calor y la humedad a los que se enfrentan provocan una rápida degradación.

Sin embargo, al combinar los dos en una estructura híbrida, los investigadores de Toronto encontraron que los materiales se estabilizaban entre sí. El equipo creó dos dispositivos, que se describen en el documento “Lattice anchoring stabilizes solution-processed semiconductors”, publicado en la revista Nature.

Uno de los dispositivos comprendía una estructura de puntos cuánticos con aproximadamente un 15% de perovskitas, principalmente para su uso como célula solar. El otro estaba compuesto de perovskitas con algo menos del 15% de materiales de punto cuántico y destinado principalmente para su uso como LED.

 

Estabilidad

El equipo informó de que el material rico en perovskita permaneció estable a 25 grados centígrados y 30% de humedad durante seis meses. En el dispositivo de punto cuántico, la agregación de nanopartículas -que suele afectar al rendimiento- fue una quinta parte de lo que se observa en los dispositivos que utilizan el mismo material sin perovskita.

Los investigadores ahora esperan ver que la industria acoja sus resultados, y les gustaría que se realizaran pruebas para buscar sinergias entre otros materiales similares. “Los investigadores industriales podrían experimentar utilizando diferentes elementos químicos para formar las perovskitas o puntos cuánticos”, señaló la autora principal del artículo, Mengxia Liu, ahora becaria postdoctoral de la Universidad de Cambridge. “Lo que hemos demostrado es que es una estrategia prometedora para mejorar la estabilidad en este tipo de estructuras”.

Liu elogió el entorno de trabajo colaborativo que ayudó a llevar a cabo el descubrimiento, añadiendo: “Los puntos cuánticos y las perovskitas tienen estructuras físicas distintas y las similitudes entre estos materiales han sido usualmente pasadas por alto. Este descubrimiento muestra lo que puede pasar cuando combinamos ideas de diferentes campos”.