Ahondando en la eficiencia de la perovskita

Las células solares de perovskita siguen sin producirse a escala comercial por su inestabilidad y sensibilidad a la humedad. Si bien se han logrado avances impresionantes en este ámbito y se están sugiriendo muchas soluciones, los científicos aún no han contado una solución global.

Mientras que las perovskitas orgánicas-inorgánicas híbridas han alcanzado las mayores eficiencias registradas en células solares, algunas han optado por trabajar con estructuras perovskitas totalmente inorgánicas, ya que los problemas de estabilidad pueden ser más fáciles de resolver con ellas, y también hay potencial para mejorar la eficiencia. Encontrar una solución a la inestabilidad del material que no inhiba la eficiencia de la conversión es una cuestión clave para la investigación en este campo.

Armados con este conocimiento, los investigadores del Helmholtz Zentrum Berlin de Alemania se dirigieron al Reino Unido para llevar a cabo experimentos en el sincrotrón Diamond Light Source en Oxfordshire, y obtener una mejor comprensión de la estructura del yoduro de plomo de metilamonio, uno de los materiales perovskita más prominentes que se está empujando hacia la comercialización en células solares.

Sus resultados, publicados en la revista Angewandte Chemie, muestran que, contrariamente a las suposiciones anteriores, la estructura cristalina no contiene un centro de inversión, lo que significa que los dominios ferroeléctricos, que pueden tener varios efectos positivos en la eficiencia de las células solares, pueden ocurrir en el material.

“Un efecto ferroeléctrico solo puede producirse si la estructura cristalina no contiene un centro de inversión y, además, si presenta un momento polar permanente”, explica Joachim Breternitz, del Departamento de Estructura y Dinámica de Materiales Energéticos de HZB. “El catión orgánico de metilamonio MA+ juega un papel importante en esto.” Continúa explicando que, al ser más grande que un átomo individual, el ión de metilamonio cargado positivamente genera un momento polar con los átomos de yodo, creando la posibilidad de que ocurra un dominio ferroeléctrico.

Cuando se trata de perovskitas inorgánicas, no existe tal mecanismo. Según HZB, esto podría significar que su eficiencia es fundamentalmente limitada en comparación con la de sus homólogos híbridos.