Hi ha moltes opinions sobre les cel·les solars basades en perovskita. Són simples i barates de produir, ofereixen flexibilitat que podrien donar lloc a una àmplia gamma de nous mètodes i emplaçaments d'instal·lació de manera que, en els últims anys han aconseguit assolir eficiències energètiques properes a les de les cel·les tradicionals basades en silici.
 |
| Font: Google |
Però saber com fer possible produir dispositius d'energia basats en perovskita, ha estat un desafiament.
Investigadors de l'Institut de Tecnologia de Geòrgia, la Universitat de Califòrnia de San Diego i el Massachusetts Institute of Technology han informat de nous descobriments sobre les cèl·lules solars perovskitas que podrien permetre fer dispositius que funcionin millor.
Les cèl·lules solars de Perovskite ofereixen molts potencials avantatges perquè són extremadament lleugeres i es poden fabricar amb substrats de plàstics flexibles. Per poder competir al mercat amb cel·les solars basades en silici, però, necessiten ser més eficients.
En un estudi publicat el 8 de febrer a la revista Science i patrocinat pel Departament d'Energia i la National Science Foundation, els investigadors van descriure amb més detall els mecanismes de com l'addició de metalls alcalins a les perovskites tradicionals porten a un millor rendiment.
Per entendre els cristalls de perovskita, és útil pensar en la seva estructura cristal·lina com una tríada. Una part de la triada es forma generalment a partir del plom d'element. La segona, es compon típicament d'un component orgànic com el metilamonio, i la tercera, sovint es compon d'altres halurs com el brom i el iode.
En els últims anys, els investigadors s'han centrat en provar diferents receptes per aconseguir millors eficiències, com l'addició de iode i brom a la component principal de l'estructura. Posteriorment, van tractar de substituir el cesi i el rubidio a la part de la perovskita normalment ocupada per molècules orgàniques.
 |
| Font: Google |
Però més tard es va saber de per què l'addició de metalls alcalins, milloraven el rendiment del es perovskites. Per això, els investigadors van utilitzar mapes de raigs X d'alta intensitat per examinar les perovskites a nivell de nanoescala.
En mirar la composició dins del material perovskita, es pot veure com cada element individual juga un paper en la millora del rendiment del dispositiu.
Es va descobrir que quan el cesi i el rubidi s'agregaven al bòmol barrejat i la perovskita de iode, va fer que el brom i el iode es barregessin de manera més homogènia, donant com a resultat una eficiència de conversió superior al 2 % respecte els materials sense aquests additius.
S'ha trobat que la uniformitat en la química i l'estructura és el que ajuda a una cel·la solar perovskita a funcionar al màxim. Qualsevol heterogeneïtat en aquesta columna vertebral és com un vincle feble de la cadena.
 |
| Font: Google |
Tot i així, els investigadors també van observar que, si bé l'addició de rubidium o cesi van fer que el brom i el iode es tornessin més homogenis, els mateixos metalls d'halogen dins del seu propi catió es van mantenir bastant agrupats, creant "zones mortes" inactives a la cèl·lula solar que no produeixen corrent.
Però en aquestes perovskites, es va veure que les zones mortes entorn del rubídi i el cesi no eren massa perjudicials per al rendiment de les cèl·lules solars, encara que hi havia certa pèrdua. Això, va demostrar el sòlid que són aquests materials però també, tenen recorregut per millorar.
Els resultats, afegeixen més entesa de com funcionen els dispositius basats en la perovskita a nivell de nanoescala de manera que, podrien establir les bases per a futures millores.
Aquests materials prometen ser molt rendibles i de gran rendiment, que és pràcticament el que es necessita per assegurar que els panells fotovoltaics tindran un gran desplagament.
Font: Geòrgia Institute of Technology
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada