Valencià:
Un equip d’investigació liderat pel catedràtic Iván Mora Seró de l’Institut de Materials Avançats (INAM) de la Universitat Jaume I de Castelló ha aconseguit millorar l’eficiència i la durabilitat de cèl·lules solars de perovskita d’estany. En concret, s’han superat les 1.300 hores d’estabilitat operativa, la més alta coneguda fins ara, gràcies a la incorporació d’additius en la preparació dels dispositius. L’estudi s’ha publicat aquesta setmana en la revista Joule, especialitzada en energia sostenible.
Les perovskites d’halur a base d’estany han sorgit com a candidates prometedores per a alleujar els problemes de toxicitat associats amb les perovskites de plom, la toxicitat de les quals és un hàndicap per a la seua explotació amb fins tecnològics. Actualment, s’exploren derivats d’altres elements com l’antimoni, el bismut, el coure, el germani o l’estany, que són menys tòxics. En el cas de l’estany s’ha assolit, fins ara, una eficiència superior al 14%, però presenta greus problemes d’estabilitat.
Aquest treball ha introduït, per primera vegada, una combinació de iodur de dipropilamoni i borohidrur de sodi, dos additius que han permès preparar dispositius amb eficiències de fotoconversió (PCE) superiors al 10%, que destaquen per la seua major estabilitat i que han mantingut el 96% del PCE inicial després de 1.300 hores sota il·luminació d’un sol en atmosfera de nitrogen que, fins on coneixen els autors, és el valor més alt conegut per a cèl·lules solars basades en perovskita d’estany. «Hem observat —comenta l’investigador Iván Mora Seró— que el control de la química d’halurs és un aspecte clau per a delinear el rendiment de les cèl·lules solars de perovskita basades en estany i els dispositius optoelectrònics».
Encara que l’estabilitat dels semiconductors i dispositius de perovskites d’halur en condicions de funcionament està encara lluny de ser competitiva amb les tecnologies de silici (les més emprades actualment en l’àmbit de les fotovoltaiques), «els resultats d’aquest estudi proporcionen una informació valuosa i indiquen la direcció que ha de prendre la investigació per a aconseguir additius més eficients que controlen la química de l’halur i la seua entrada en el mercat de la tecnologia fotovoltaica», explica Iván Mora Seró, investigador responsable de l’estudi juntament amb el Dr. Rafael S. Sánchez.
La investigació ha sigut desenvolupada per Jesús Sánchez-Díaz, Rafael S. Sánchez, Sofía Masi, Agustín O. Alvárez, Eva M. Barea i Iván Mora Seró de l’Institut de Materials Avançats (INAM) de la Universitat Jaume I; Marie Kreĉmarová, Vladimir S. Chirvony, Juan F. Sánchez-Royo i Juan P. Martínez-Pastor de l’Institut de Ciència dels Materials (UMDO) de la Universitat de València i, aquest últim, també vinculat a Matinée, unitat associada al CSIC (ICMM-ICMUV) de la UV; i Jesús Rodríguez-Romero de la Facultat de Química de la Universidad Nacional Autónoma de Mèxico en Coyoacán.
Article: https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(22)00095-2

Español:
Un equipo de investigación liderado por el catedrático Iván Mora Seró del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universitat Jaume I de Castelló ha conseguido mejorar la eficiencia y la durabilidad de células solares de perovskita de estaño. En concreto, se han superado las 1.300 horas de estabilidad operativa, la más alta conocida hasta ahora, gracias a la incorporación de aditivos en la preparación de los dispositivos. El estudio ha sido 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 estaño, que son menos tóxicos. En el caso del estaño se ha conseguido, 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, hasta donde conocen los autores, el valor más alto 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 estaño 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 empleadas 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 controlan la química del haluro y su entrada en el mercado de la tecnología fotovoltaica», explica Iván Mora Seró, investigador responsable del estudio junto con el Dr. 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 Universitat 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 Universitat de València y, este 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.
Artículo: https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(22)00095-2