¿Sabías que un compuesto derivado del alcanfor podría revolucionar la calidad de las películas delgadas de perovskita en las células solares? Un estudio reciente, liderado por el profesor Changduk Yang de la Escuela de Ingeniería Energética y Química de la UNIST, ha encontrado que este material tiene la impresionante capacidad de sublimarse, es decir, pasar de sólido a gas sin dejar rastro. Este avance no solo optimiza el rendimiento de estos dispositivos, sino que también podría simplificar su fabricación y reducir costos. ¡Increíble, ¿verdad?!
Detalles del estudio y su impacto en la tecnología solar
El equipo de investigación ha logrado sintetizar películas de perovskita de alta calidad utilizando derivados de alcanfor. ¿Y qué significa esto? La eliminación de residuos no solo promete aumentar la vida útil y eficiencia de las células solares, sino que también hace que los procesos de fabricación sean más sencillos y económicos. Estos hallazgos han sido publicados en la prestigiosa revista Energy & Environmental Science.
Las películas delgadas de perovskita están compuestas por múltiples granos cristalinos. Cuanto más grandes y mejor organizados sean estos granos, más fluido es el paso de electrones, lo que se traduce en una mayor eficiencia y durabilidad. Para lograr estas estructuras de alta calidad, a menudo se añaden aditivos, aunque los residuos de estos pueden obstaculizar el rendimiento del dispositivo. ¡Un dilema! Pero aquí es donde entra el alcanfor.
El papel del camforquinona en la mejora de las células solares
Para resolver este desafío, los investigadores optaron por la camforquinona (CQ) como aditivo. Este compuesto, derivado del alcanfor, se modifica con un grupo de oxidación. A diferencia del alcanfor, que sublima de forma directa, la CQ realiza una sublimación escalonada. Esto significa que en el primer tratamiento térmico ayuda a formar cristales semilla de manera uniforme, y luego se sublima completamente en el segundo proceso de calentamiento. Gracias a este control, la película de perovskita puede crecer de forma óptima, evitando contaminantes residuales.
Jeewon Park, investigador principal del estudio, destacó: «La CQ puede ser cronometrada con precisión para influir en la fase de crecimiento cristalino y no deja material residual en la película. Esta propiedad única nos permitió producir películas de perovskita de alta calidad».
Efectividad y sostenibilidad de las nuevas células solares
Las células solares fabricadas con estas innovadoras películas mejoradas con CQ han demostrado una eficiencia de conversión de potencia (PCE) del 25.2%, superando la eficiencia del 23.0% de los dispositivos de control sin aditivos. Esto representa una mejora notable del 9.6%. En las pruebas de seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT), que simulan condiciones operativas del mundo real, estos dispositivos mantuvieron más del 90% de su eficiencia inicial tras 1,000 horas de operación, ¡más del doble de la vida útil de dispositivos similares sin aditivos!
El profesor Yang concluyó: «Resolver los problemas de estabilidad en las células solares de perovskita utilizando materiales derivados de fuentes naturales y ecológicas no solo avanza la tecnología de energía sostenible, sino que también allana el camino para soluciones solares más duraderas y rentables». ¿Te imaginas el impacto que esto podría tener en nuestro camino hacia un futuro más sostenible?
