Se ha conseguido estabilizar las células solares de perovskita, mediante la incorporación de un catión: el guanidinio
En otros artículos hemos ido nombrando la importancia de la Perovskita como material fotovoltaico, hoy profundizaremos en sus últimos avances
¿Qué es la perovskita?
La perovskita es un mineral del grupo IV (óxidos) según la clasificación de Strunz; es un trióxido de titanio y de calcio (CaTiO3). Es un mineral relativamente raro en la corteza terrestre. La perovskita se cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico. Se encuentra en contacto con rocas metamórficas, sienitas nefelinas, y raras carbonatitas. Fue descubierta en los Montes Urales de Rusia por Gustav Rose en 1839 y nombrada en honor al mineralogista ruso, L. A. Perovski (1792-1856).
Perovskitas más estables para las células solares de tercera generación.
Los investigadores han estabilizado células solares de perovskita con el catión guanidinio. La preocupación por el agotamiento de las energías tradicionales ha disparado la carrera por la búsqueda de energías alternativas.
En el caso de las células solares, que convierten la luz del sol en energía eléctrica, se producen avances a contrarreloj. La evolución de este sector pasa, actualmente, por el campo de las perovskitas (materiales con una estructura cristalina similar a la de la perovskita o titanato de calcio, CaTiO3).
En concreto, el uso de perovskitas híbridas orgánico-inorgánico de yoduro de plomo metilamonio (MAPbI3) como material para construir células solares permite procesos de fabricación más simples y baratos a la par que ofrece una eficiencia similar a la de las células de silicio, que son las más utilizadas hasta ahora.
Proyecto de investigación de Perovskita.
El último hito de esta carrera energética viene de la mano de una investigación conjunta entre la Universidad de Córdoba (UCO) y la universidad Suiza Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, que ha conseguido estabilizar células solares de este tipo durante 1000 horas en un test de estrés (equivalente a 1333 días en condiciones normales).
Esto supone casi cuatro años de vida útil para unas células más baratas e igual de eficientes que las anteriores basadas en silicio, según el estudio que publican en la revista Nature Energy.
¿Cómo lo hacen?
El equipo investigador ha tenido que jugar con las proporciones. Teniendo en cuenta que la estructura de la perovskita crea una cavidad cúbica en el que se inserta el catión que, según explica Jodlowski “no puede superar un límite teórico del llamado índice de tolerancia de Goldschmith de entre 0,8 y 1 para que sea posible formar una estructura cristalina óptima para una célula fotovoltaica”.
Considerando que el guanidinio supera el límite de tolerancia de Goldschmith (1,03), se tuvo que usar una mezcla de metilamonio con guanidinio para mantener la estructura cristalina óptima, demostrando de esta madera que se pueden fabricar nuevos materiales con cationes que superen dicho factor de tolerancia mejorando sueficiencia y aumentando su estabilidad.
La estabilidad, que era el problema principal que presentaba la perovskita, se ha mejorado mediante la introducción de un catión (ión con carga positiva) de gran tamaño, el guanidinio. La inclusión de este catión, obtenido a partir de la oxidación de la guanidina, es la innovación presentada por los investigadores Alexander D. Jodlowski, Gustavo de Miguel Rojas y Luis Camacho de la UCO.
La inestabilidad derivada de los problemas de descomposición que, a lo largo del tiempo, presenta la perovskita por ser sensible al oxígeno y a la humedad desaparecen considerablemente con la inserción de guanidinio y se abren las puertas a su consolidación como material para células solares.
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El ahorro de energía que implica la producción de perovskita frente a la de silicio (y por tanto de costes) junto con propiedades propias del material como la flexibilidad que permitiría poder realizar placas adaptables y no totalmente rígidas o la opción de ser totalmente reciclables; hace que este material se coloque en buena posición para relevar a las actuales células de silicio. Sobre todo, una vez solventado el problema de la estabilidad.
DIEGO LLATAS BDD
Es el contacto con los instaladores y el mercado, licenciado en economía MBA, Master en Energías Renovables, con más de 20 años de experiencia a nivel internacional. Siempre buscando oportunidades y desarrollando el negocio off.
