Redacción
Aunque las perovskitas son una alternativa prometedora al silicio utilizado para fabricar la mayoría de las células solares actuales, y que equipa a los paneles solares de uso doméstico e industrial, se necesitan nuevos procesos de fabricación para hacerlas prácticas para la producción comercial. Para ayudar a llenar este vacío, los investigadores han desarrollado un nuevo método de precisión mediante recubrimiento por pulverización que permite diseños más complejos de células solares de perovskita y que podría ampliarse para su producción en masa.
Las perovskitas son prometedoras para la próxima generación de células solares porque absorben la luz y la convierten en energía con mayor eficiencia y potencialmente menores costos de producción que el silicio. Las perovskitas pueden incluso ser rociadas sobre vidrio para crear ventanas que produzcan energía y paneles solares avanzados.
“Nuestro trabajo demuestra un proceso para depositar la perovskita capa por capa con espesores y tasas de deposición controlables para cada una de ellas”, dijo el jefe del equipo de investigación Pongsakorn Kanjanaboos de la Escuela de Ciencia e Innovación de Materiales de la Facultad de Ciencias de la Universidad Mahidol de Tailandia. “Este nuevo método permite diseños apilados de células solares con mejor rendimiento y estabilidad”.
En la revista Optical Materials Express de la Sociedad Óptica (OSA), Kanjanaboos y sus colegas describen su nuevo método de recubrimiento por pulverización, llamado deposición secuencial por pulverización, y muestran que se puede utilizar para crear un diseño de perovskita multicapa. La aplicación de diferentes materiales de perovskita en cada capa puede permitir la personalización de la función de un dispositivo o la capacidad de cumplir requisitos específicos de rendimiento y estabilidad.
(Foto: Pongsakorn Kanjanaboos, Mahidol University)
Una de las ventajas de las perovskitas es que son procesables por solución, lo que significa que una célula solar se hace secando la perovskita líquida y haciéndola sólida a baja temperatura. Este proceso de fabricación es mucho más fácil y menos costoso que la fabricación de una célula solar de silicio tradicional, un proceso que requiere temperaturas muy altas y el corte del material sólido en obleas.
Sin embargo, el proceso de solución que se suele utilizar para hacer perovskitas no permite diseños multicapa porque la capa superior tiende a disolver la capa inferior ya seca. Para superar este desafío, los investigadores recurrieron a un proceso conocido como deposición secuencial de aerosol o pulverización en el que se aplican diminutas gotas de un material a una superficie.
Después de probar diferentes métodos de recubrimiento con aerosol, encontraron uno que funcionaba a temperaturas de alrededor de 100 °C. Luego optimizaron los parámetros de pulverización para asegurar que las minúsculas gotas se secaran y cristalizaran en perovskita sólida inmediatamente después del contacto con la capa inferior ya seca.
“Con nuestro proceso de recubrimiento por pulverización, la solución de la capa superior no perturba la película sólida que compone la primera capa”, dijo Pongsakorn. “Se pueden diseñar y crear infinitas combinaciones de arquitecturas de perovskitas apiladas con cualquier número de capas, con un control preciso de los espesores y las tasas de deposición de cada capa”.
Los investigadores demostraron la técnica depositando un material de perovskita de alta estabilidad sobre diferentes materiales de perovskita con mejores propiedades eléctricas. Este dispositivo de perovskita semitransparente de doble capa mostró capas claramente definidas y simultáneamente logró un alto rendimiento y una buena estabilidad.
Los investigadores planean utilizar el nuevo enfoque para fabricar dispositivos de perovskita multicapa con nuevas funciones y combinaciones de rendimiento y estabilidad que antes no eran posibles. Se esperan así paneles solares más eficaces y económicos.
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