Cómo mejorar las células solares perovskitas usando 2D

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Científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah de Arabia Saudí (KAUST) buscan mejorar la estabilidad térmica y la resistencia a la humedad de las células solares de perovskita utilizando materiales híbridos 2D.

El grupo de investigación dijo que está buscando resolver el problema del rápido enfriamiento del portador caliente en las celdas perovskitas cambiando el componente orgánico de las perovskitas híbridas 2D. En los dispositivos fotovoltaicos de perovskita, los portadores calientes deben captarse antes de enfriarse a la temperatura de la red o se pierden para la producción de electricidad.

Los investigadores utilizaron espectroscopia láser ultrarrápida para examinar las propiedades de enfriamiento de los portadores calientes de tres componentes orgánicos: etanolamina (EA), aminopropanol y feniletilamina. “La espectroscopia ultrarrápida es un enfoque muy poderoso y conveniente para rastrear directamente la relajación del portador caliente”, dijo el coautor de la investigación Omar Mohammed.

Descubrimiento del frío

El primero de los tres materiales – que tiene la fórmula  (EA)2PbI44 – ha sido sometido a un proceso de enfriamiento de portador caliente mucho más lento. “Su estructura suprimió una serie de mecanismos por los que los portadores calientes suelen perder energía en la estructura perovskita circundante”, escribieron los científicos.

Los investigadores analizarán ahora la dinámica de los portadores calientes y la extracción en perovskitas 2D con diferentes composiciones, a la vez que evaluarán la posible extracción de los portadores en una célula solar de perovskita real.

Los investigadores de KAUST revelaron una nueva tecnología de célula fotovoltaica orgánica basada en escamas de disulfuro de tungsteno de unos pocos átomos de espesor en diciembre. Esa célula, con una eficiencia reportada del 17%, está basada en material 2D como transportador de agujeros.

En junio, científicos de la Universidad de Penn State en Estados Unidos anunciaron que habían desarrollado una nueva clase de materiales de perovskita 2D con un conjunto único de propiedades. El hallazgo clave de su investigación fue que el material era altamente conductivo en sus bordes y aislante en su núcleo.