A través de una combinación entre una capa de perovskita bidimensional (2D) con una capa de perovskita tridimensional (3D), los investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de EE.UU. e instituciones afiliadas en todo el país han conseguido reforzar la eficiencia de las células solares de perovskita hasta en un 16%. Este hallazgo permite obtener mejoras tanto en eficiencia como en estabilidad.
La investigación en curso sobre la estructura cristalina de las perovskitas como una alternativa más barata y eficiente a las células solares de silicio ha dado como resultado avances tecnológicos considerables, con eficiencias reportadas de hasta el 25,5%. Los resultados del estudio «La estructura metaestable Dion-Jacobson 2D permite una célula solar de perovskita estable y eficiente” se han publicado en la revista Science.
Los investigadores se desviaron de otro enfoque experimental que implicaba agregar una capa 2D basada en cationes orgánicos voluminosos o iones cargados positivamente. Ese tipo de estructura de perovskita 2D, conocida como Ruddlesden-Popper, puede inhibir el movimiento de los portadores de carga, lo que limita la eficiencia.
Mayor eficiencia y estabilidad
La investigación más reciente utilizó una estructura de perovskita 2D diferente, conocida como Dion-Jacobson, en un polimorfo metaestable, que ha demostrado una mayor estabilidad y una capacidad para mover los portadores de carga con mayor libertad.
Los científicos compararon la célula de perovskita modificada con una muestra de control. La celda modificada mostró solo una caída del 10% en la eficiencia después de 1.000 horas de operación continua, mientras que la muestra de control disminuyó su eficiencia en un 43%.
El uso de estructuras 2D metaestables representa un nuevo diseño químico que la industria solar puede adaptar para acelerar el desarrollo de células solares de perovskita eficientes y estables.