ZOOM
GALERÍA
0 COMENTARIOS

La perovskita híbrida duplica la eficiencia de la producción

Un nuevo material cristalino podría sustituir al silicio para crear células solares más eficientes

El reto con las renovables sigue siendo el de la eficiencia energética, sin embargo, los esfuerzos de numerosos investigadores en todo el mundo están logrando resultados realmente optimistas, respecto a la obtención de energías cada vez más limpias y capaces de competir (y superar) en eficiencia con las energías tradicionales. Esta vez son científicos de la Universidad de Purdue y del Laboratorio Nacional de Energía Renovable los que han anunciado un importante paso para mejorar el rendimiento de las células solares.

Habitualmente, las células solares usan el silicio como material semiconductor, pero sólo es capaz de transmitir un tercio de la energía a causa de lo que se conoce como “brecha de bandas”, “banda prohibida” o “brecha energética”, que es la cantidad de energía necesaria para llevar un electrón desde la banda de valencia a la banda conductora, donde los electrones pueden moverse y generar electricidad. Los fotones que entran pueden llegar a tener más energía que la banda prohibida, y por un muy breve espacio de tiempo los electrones tienen energía extra. A esos electrones se les llama “portadores calientes”. Con el silicio estos portadores calientes existen sólo un picosegundo, y sólo viajan una distancia máxima de 10 nanómetros. En ese punto los portadores calientes pierden su energía en forma de calor, por eso las células solares resultan tan ineficientes.

Hablamos entonces del descubrimiento de un nuevo material de estructura cristalina, compuesta de materiales inorgánicos como el yodo y el plomo, y de otros orgánicos como el metil-amonio. El material es capaz de transportar dos tercios de la energía de la luz sin perder tanta energía calorífica. Teniendo en cuenta que las células solares convencionales tienen como mucho un tercio de eficiencia, el logro es una gran noticia porque, básicamente, duplica la producción de energía sin aumentar significativamente los costes. El nuevo material se llama perovskita híbrida, y podría crear células solares más delgadas que las células solares de silicio que se vienen usado hasta ahora, además de ser más flexible, barato y fácil de fabricar.

Mediante una nueva técnica, los investigadores pueden rastrear el alcance del movimiento y la velocidad de los portadores calientes, y han logrado ver que, en el caso del este nuevo material de perovskita, los portadores calientes pueden vivir unos 100 picosegundos y dos órdenes de magnitud más largos que con el silicio. Según los investigadores, el estudio probó que los portadores calientes en este caso pueden viajar una distancia similar o más larga que el fino espesor que se necesita para crear una célula solar de perovskita eficiente, por lo que el potencial de desarrollo usando perovskita como portador caliente, es bueno.

El paso siguiente para mejorar la calidad de las células solares con este material sería reemplazar el plomo por materiales menos tóxicos.

Fuente e imágenes: Phys.org y Universidad de Purdue (Imagen interior: La perovskita híbrida tiene una “jaula” de cristal inorgánico que contiene una molécula orgánica de metil-amonio. Autor: Libai Huang de la Universidad de Purdue).

No comments yet.

Deja un comentario