Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) y de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación de Singapur (A*STAR) han desarrollado una nueva forma de sintetizar la capa de recubrimiento de las células solares de perovskita sin utilizar plomo.
“Esto allana el camino para el desarrollo de células solares de perovskita ecológicas que están un paso más cerca del mercado”, declaró un portavoz de la NTU a pv magazine. “Los hallazgos abren nuevas oportunidades para desarrollar materiales superiores para la capa de recubrimiento, con el fin de obtener células solares de perovskita más eficientes y estables”.
La capa de recubrimiento de las células de perovskita suele fabricarse mediante el método de medio precursor (HP), en el que se deposita un precursor químico sobre la capa de perovskita. El precursor reacciona con los iones de plomo presentes en la capa de perovskita y forma un compuesto químico a base de plomo que constituye la capa de recubrimiento.
Para que las células solares de perovskita sean más respetuosas con el medio ambiente, los científicos de la NTU desarrollaron un nuevo método conocido como solución de precursor completo (FP). Recubrieron las perovskitas con soluciones que contenían sales de halogenuros metálicos y yoduro de fenetilamonio (PEAI).
“El PEAI contiene amonio, un ion con carga positiva que contiene nitrógeno e hidrógeno, lo cual es vital para la reacción química”, explicó la NTU en un comunicado.
El equipo sintetizó un compuesto a base de zinc conocido como PEA2ZnX4 utilizando el método FP y descubrió que era el material de recubrimiento más eficaz entre los demás materiales probados. A continuación crearon un prototipo de célula solar recubierta con el compuesto de zinc.
“A diferencia del método HP, con el método FP no es necesario extraer iones de plomo de la capa de perovskita subyacente para formar esta capa protectora. Esto allana el camino para el uso de metales no tóxicos en la capa de recubrimiento”, afirman los científicos.
La célula de perovskita tiene una eficiencia de conversión del 24,1% en condiciones de laboratorio. El prototipo demostró una tasa media de conversión de luz de casi el 23% en 103 células probadas. Mantuvo más del 90% de su capacidad de convertir la luz en electricidad durante más de 1.000 horas de funcionamiento a pleno rendimiento.
Los científicos están trabajando en la ampliación del método para fabricar células solares de tamaño completo. También están tramitando una patente con NTUitive, la empresa de innovación y emprendimiento de la NTU de Singapur.
Compartieron sus hallazgos en “Expanding the low-dimensional interface engineering toolbox for efficient perovskite solar cells”, publicado recientemente en Nature Energy.
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