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Este mineral es tremendamente eficiente como productor de energía solar, pero muy inestable

¿Por qué hace falta conocer la perovskita?

Nunca se insistirá lo bastante en la necesidad, ahora imperiosa, de encaminarnos globalmente hacia las energías renovables y limpias. Incluso aunque el tema medioambiental nos diera absolutamente igual, egoístamente nos interesa a todos reducir cuanto antes las emisiones de gases de efecto invernadero, así como cambiar radicalmente nuestros hábitos de consumo. Por eso mismo se ha convertido en un objetivo importante para la ciencia y la ingeniería conocer más y mejor las propiedades de la perovskita (trióxido de titanio y calcio). Desde que se probara por primera vez este material en 2009 hasta la fecha, se ha ido avanzando en mejorar sus niveles de eficiencia, y eso que su debut fue bastante desastroso.

Este mineral fue descubierto hace algo más de un siglo, pero no fue hasta hace relativamente poco que se pensó en usar la perovskita en la fabricación de células fotovoltaicas. La ventaja de este elemento es que permitiría generar energía solar a muy, muy bajo coste (no más de 0,15 euros por vatio), razón por la cual los investigadores de medio mundo miran la perovskita con mucho cariño y grandes expectativas. El problema está en que este mineral no es estable. Al no ser un mineral rígido, puede cambiar de forma sin ningún control a causa de sus componentes iónicos lo que, en definitiva, lo convierten en un candidato ideal, pero díscolo, para crear células fotovoltaicas más eficientes.

Entre sus excepcionales propiedades está la de absorber la luz, y hacerlo con la misma o mejor potencia que los actuales paneles de silicio. Su pigmento actúa como material semiconductor y, cuando la luz impacta sobre él, transporta muy bien la carga eléctrica generada. Aunque es un mineral relativamente raro, basta una pequeñísima cantidad para mejorar sustancialmente la eficiencia energética de los paneles solares. De hecho se ha barajado la posibilidad de pintar, literalmente, las actuales células solares con el pigmento de perovskita para no tener que reemplazarlas.

Te quiero conocer

Como decíamos antes, la perovskita es tremendamente eficiente como productor de energía solar, pero muy inestable. Eso ha motivado a diversos grupos investigadores a ideas formas para conocer mejor las propiedades intrínsecas de este mineral, así como las circunstancias de sus cambios, que podrían causar problemas a medio-largo plazo con las células solares. Básicamente tendríamos un células más eficientes y baratas, pero de corta duración. Uno de esos grupos está formado por investigadores de las universidades de Granada, Jaume I y Bar-llan de Tel-Aviv, y recientemente ha logrado dar un importante paso en el conocimiento de la perovskita.

perovskita

En conjunto han podido desarrollar una modelización avanzada de los mecanismos internos del mineral. Gracias a este modelo se han obtenido buenos resultados en las medidas experimentales del material, y en comprender teóricamente el comportamiento de las interfases. Como explican los propios investigadores, “una buena comprensión del mecanismo del dispositivo en un paso esencial para conseguir aplicaciones reales. Esta comprensión ayuda a mejorar la eficiencia de las células y al mismo tiempo evita procesos destructivos que acortan el tiempo de servicio o reducen el rendimiento“. Según explican desde la Universidad de Granada, “el estudio proporciona una etapa clave” en la aplicación del mineral, ya que centra el enfoque de las futuras investigaciones “en los delicados contactos donde el material híbrido se encuentra con el metal“.

Las posibles aplicaciones de la perovskita no se limitan a las células solares, también tienen cabida en la iluminación LED o en la creación de láseres de alta eficiencia, lo que vuelve aún más importante el conocimiento profundo de este compuesto.

Fuente: UGR

Imagen interior: Juan Antonio Jiménez Tejada y Pilar López Varo, del departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores de la UGR, coautores del trabajo.

Imagen portada: Perovskita. Wikimedia commons (autora: Kelly Nash)

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