¿Conoces las ventajas de la perovskita? Es la principal candidata para sustituir al silicio en la fabricación de células fotovoltaicas, ya que promete ser una alternativa más eficiente y económica. De hecho, ya alcanza una eficiencia del 25,2 % en la conversión de energía luminosa en energía eléctrica, superando el porcentaje de las células de silicio cristalino.
Según Ana Flávia Nogueira, investigadora del CINE (Centro de Innovación en Nuevas Energías), el material ha superado pruebas de estabilidad y se espera su comercialización en los próximos años. Por lo tanto, no cabe duda de que las perovskitas, aún en fase de investigación, podrán ganar cada vez más terreno en el mercado fotovoltaico, ya que ofrecen innumerables ventajas a quienes las utilizan.
Según Jason Yoo, investigador del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), existe una gran cantidad de combinaciones químicas posibles que están atrayendo el interés mundial. «Esto se debe en parte a los procesos de procesamiento y fabricación mucho más sencillos, que para el silicio o el arseniuro de galio requieren un calor sostenido de más de 1.000 °C. En cambio, las perovskitas pueden procesarse a menos de 200 °C, en solución o por deposición de vapor», explicó.
La otra gran ventaja de este material sobre muchos otros candidatos a sustitutos es que forma capas extremadamente delgadas y, al mismo tiempo, captura eficientemente la energía solar fotovoltaica. «Las células de perovskita tienen el potencial de ser órdenes de magnitud más ligeras que el silicio», afirmó el químico Moungi Bawendi, también profesor del MIT.
Yoo también señaló que tienen una banda prohibida más amplia que el silicio, lo que significa que absorben una parte diferente del espectro de luz y, por lo tanto, pueden complementar dichas células para proporcionar eficiencias combinadas aún mayores. "Lo que estamos demostrando es que, incluso con una sola capa activa, podemos lograr eficiencias que amenazan al silicio y, con suerte, en el rango del arseniuro de galio. Ambas tecnologías existen desde hace mucho más tiempo que las perovskitas", afirmó.
Más beneficios
Otra clave para mejorar la eficiencia del material, para Bawendi, está en la capa de transporte de electrones. "La propia perovskita está recubierta por una capa conductora transparente, que se utiliza para transportar una corriente eléctrica desde la celda hasta el lugar donde se puede utilizar".
“Sin embargo, si está directamente unido a la propia perovskita, los electrones y sus contrapartes, llamados agujeros, simplemente se recombinan en su lugar y no fluye corriente”, señaló.
En el diseño de los investigadores, la perovskita y el recubrimiento conductor están separados por una capa intermedia mejorada que permite el paso de electrones, impidiendo así la recombinación. El método que utilizan se denomina deposición por baño químico. «Es como cocinar a fuego lento en una olla de cocción lenta», afirmó Moungi Bawendi.
Según el estudio, en un baño a 90 °C, los precursores químicos se descomponen lentamente para formar la capa de dióxido de estaño in situ. «El equipo se dio cuenta de que si comprendíamos los mecanismos de descomposición de estos precursores, comprenderíamos mejor cómo se forman estas películas. Logramos encontrar el momento ideal para sintetizar la capa de transporte de electrones con propiedades ideales», concluyó.
Acerca de la perovskita
La perovskita es una estructura cristalina presente en rocas metamórficas, formadas por cambios en rocas preexistentes causados por el aumento de presión y temperatura. El mineral fue descubierto en los Montes Urales, Rusia, por Gustav Rose, mineralogista alemán, en 1939. Una perovskita puede ser puramente inorgánica o híbrida, donde algunos componentes son orgánicos, como es el caso de las utilizadas en las células solares.
