Un equipo de investigación liderado por el catedrático Iván Mora Seró del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universidad Jaime I de Castellón ha logrado mejorar la eficiencia y la durabilidad de células solares de perovskita de estaño. En concreto, se han superado las 1300 horas de estabilidad operativa, la más alta conocida hasta ahora, gracias a la incorporación de aditivos en la preparación de los dispositivos. El estudio se ha publicado esta semana en la revista Joule, especializada en energía sostenible.
Las perovskitas de haluro a base de estaño han surgido como candidatas prometedoras para aliviar los problemas de toxicidad asociados con las perovskitas de plomo, cuya toxicidad es un hándicap para su explotación con fines tecnológicos. Actualmente, se exploran derivados de otros elementos como el antimonio, el bismuto, el cobre, el germanio o el estanque, que son menos tóxicos. En el caso del estanque se ha alcanzado, hasta ahora, una eficiencia superior al 14%, pero presenta graves problemas de estabilidad.
Este trabajo ha introducido, por primera vez, una combinación de yoduro de dipropilamonio y borohidruro de sodio, dos aditivos que han permitido preparar dispositivos con eficiencias de fotoconversión (PCE) superiores al 10%, que destacan por su mayor estabilidad y que han mantenido el 96% del PCE inicial después de 1.300 horas bajo iluminación de un sol en atmósfera de nitrógeno que, hasta donde conocen los autores, es el mayor valor conocido para células solares basadas en perovskita de estaño.
“Hemos observado –comenta el investigador Iván Mora Seró– que el control de la química de haluros es un aspecto clave para delinear el rendimiento de las células solares de perovskita basadas en estanque y los dispositivos optoelectrónicos”.
Aunque la estabilidad de los semiconductores y dispositivos de perovskitas de haluro en condiciones de funcionamiento está todavía lejos de ser competitiva con las tecnologías de silicio (las más utilizadas actualmente en el ámbito de las fotovoltaicas), “los resultados de este estudio proporcionan una información valiosa e indican la dirección que debe tomar la investigación para conseguir aditivos más eficientes que controlen la química del haluro y su entrada en el mercado de la tecnología fotovoltaica”, explica Iván Mora Seró, investigador responsable del estudio junto con Rafael S. Sánchez.
La investigación ha sido desarrollada por Jesús Sánchez-Díaz, Rafael S. Sánchez, Sofía Masi, Agustín O. Alvárez, Eva M. Barea e Iván Mora Seró del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universidad Jaume I; Marie Kreĉmarová, Vladimir S. Chirvony, Juan F. Sánchez-Royo y Juan P. Martínez-Pastor del Instituto de Ciencia de los Materiales (UMDO) de la Universidad de Valencia y, éste último, también vinculado a Matinée, unidad asociada al CSIC (ICMM-ICMUV) de la UV; y Jesús Rodríguez-Romero de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México en Coyoacán.
Antonio Armero
03/04/2022