Perovksitas de calcogenuro para la energía fotovoltaica y la recuperación de calor residual

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Las perovskitas metálicas de calcogenuro, con su composición elemental no tóxica, son conocidas por ofrecer una mayor estabilidad térmica y acuosa que las perovskitas de haluro orgánicas-inorgánicas. Esto significa que pueden ser más adecuadas que otros materiales de la familia de las perovskitas para resolver los dos problemas más importantes de la producción comercial de células solares: la baja estabilidad térmica y la toxicidad.

Investigadores de la Universidad de Lehigh en Pennsylvania están tratando de trazar un mapa del mecanismo de transporte de energía térmica de la perovskita de chalcogenuro para el uso de energía solar. El material, también conocido como CaZrSe3, tiene un potencial particularmente importante para aplicaciones de energía solar según los investigadores, porque también puede ser utilizado para la recuperación de calor residual, como un material termoeléctrico que puede convertir la energía térmica del sol en energía eléctrica utilizable. “Estos materiales tienen una estructura cristalina de ABX3 y poseen buenas propiedades ópticas y electrónicas, que propician un rendimiento termoeléctrico prometedor”, dijeron los científicos.

Los investigadores analizaron las propiedades electrónicas y de red de las perovskitas de calcogenuros metálicos mediante cálculos químicos cuánticos. “La noticia de que el transporte de energía a través de materiales avanzados como los calcogenuros puede ser sintonizado mediante nanoestructuración debe ser bien recibida por otros investigadores en el campo”, dijo el autor Ganesh Balasubramanian.

Los investigadores presentaron sus hallazgos en el artículo “Ultralow lattice thermal conductivity of chalcogenide perovskite CaZrSe3 contributes to high thermoelectric figure of merit“, publicado en Nature.

Aunque el estudio se centró únicamente en las propiedades termoeléctricas del material, CaZrSe3 también se ha propuesto para aplicaciones fotovoltaicas, especialmente para células solares de capa fina de una sola unión. En un estudio anterior, los mismos investigadores de la Universidad de Lehigh dijeron que el calcogenuro posee una separación de banda óptima de 1,40 eV para aplicaciones fotovoltaicas de una sola unión.