Un equipo de investigadores liderados por el catedrático de Física
Aplicada de la Universitat Jaume I Juan Bisquert y el profesor Arie
Zaban, vicepresidente de la Universidad de Bar-Ilan de Tel-Aviv, ha
realizado una modelización avanzada de los mecanismos internos de la
perovskita para determinar las razones del cambio con el tiempo que
complica la aplicación de este dispositivo. Los resultados del trabajo,
que se publicados en la revista Chem del grupo Cell, mejoran el
conocimiento de un material que presenta unas propiedades excepcionales
para el desarrollo de células de captación solar más eficientes y
económicas que las actuales.
La perovskita híbrida es una estructura química versátil de tres
componentes que «marcará una revolución en el uso de nuevos dispositivos
de energía fotovoltaica, dadas sus características y precio reducido»,
argumenta Bisquert. Aun así, este material muestra «problemas de
estabilidad importantes, puesto que la perovskita no es un material
rígido, sino que cambia de forma descontrolada (como consecuencia de sus
componentes iónicos), lo que dificulta su utilización para las células
fotovoltaicas», asevera.
Esta investigación del Instituto de Materiales Avanzados de la UJI,
realizada mediante una estrecha colaboración con el Instituto de
Nanotecnología y Materiales Avanzados de la Universidad Bar-Ilan de
Israel y el Departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores de
la Universidad de Granada, ha permitido descubrir, en palabras del
catedrático, «sus mecanismos internos, fundamentales para conseguir la
necesaria estabilidad absoluta, las 24 horas del día, de los
dispositivos solares».
«Una buena comprensión del mecanismo del dispositivo es un paso esencial
para conseguir aplicaciones reales. Esta comprensión ayuda a mejorar la
eficiencia de las células y al mismo tiempo evita procesos destructivos
que acortan el tiempo de servicio o reducen el rendimiento», afirma Arie
Zaban, de la Universidad de Bar-Ilan. «Los desafíos de hoy en día
requieren un enfoque interdisciplinario, como se demostró con éxito aquí
aunando la física teórica con la nanociencia de materiales», en opinión
del investigador israelí.
El trabajo conjunto de varios equipos «ha hecho posible obtener
resultados excelentes tanto en el ámbito de las medidas experimentales,
como en la comprensión teórica del comportamiento de las interfases»,
según los autores. El estudio proporciona una etapa clave en el avance
de la aplicación de las perovskitas híbridas, puesto que sitúa el
esfuerzo de las próximas investigaciones en los delicados contactos
donde el material híbrido se encuentra con el metal.
En próximos trabajos sobre esta temática, los científicos consideran que
será importante profundizar en el conocimiento de la estructura y el
comportamiento del contacto utilizando técnicas alternativas de
resolución nanométrica. Además, también habrá que explorar las
variaciones de materiales que proporcionan el mejor comportamiento desde
el punto de vista de cada aplicación, ya sea para producir electricidad,
o también para dispositivos de iluminación LED y láseres de alta
eficiencia que empiezan a surgir en las últimas publicaciones.
Juan Bisquert es catedrático de Física Aplicada de la Universitat Jaume
I de Castelló y director del Instituto de Investigación de Materiales
Avanzados (INAM) de la misma institución académica. Su trabajo de
investigación se desarrolla en un área multidisciplinaria que cubre las
células solares de nanotecnología híbridas y orgánicas, así como otros
dispositivos funcionales de materiales avanzados, como es el caso de las
células solares de perovskita y la producción de combustible con
semiconductores a partir de luz solar. Bisquert ha desarrollado la
aplicación de técnicas de medición y modelado físico que relacionan el
funcionamiento de los dispositivos fotovoltaicos con las etapas
electrónicas elementales que tienen lugar en la dimensión de nanoescala.
Es editor senior de la revista Journal of Physical Chemistry Letters y
miembro del consejo editorial de Energy and Environmental Science. Ha
publicado 330 trabajos en revistas de investigación, tiene un índice h
de 71 y ha sido distinguido como «highly cited scientist» en la lista de
2014, 2015 y 2016. Es director de gestión de proyectos en la Universidad
Rey Abdulaziz y la Universidad Rey Saud, las dos de Arabia Saudí. Juan
Bisquert ha publicado el libro de referencia Nanostructured Energy
Devices: Equilibrium Concepts and Kinetics (CRC Press).
Dynamic phenomena at perovskite/electron-selective contact interface as
interpreted from photovoltage decays. Ronen Gottesman, Pilar Lopez-Varo,
Laxman Gouda, Juan A. Jimenez-Tejada, Jiangang Hu, Shay Tirosh, Arie
Zaban, and Juan Bisquert. Chem.
http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2016.10.002
Fuente: UJI
http://www.uji.es/com/investigacio/arxiu/noticies/2016/11/perovskita
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