Nuevos hallazgos en la investigación de la perovskita para la generación de energía fotovoltaica

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Las celdas solares de perovskita (PSCs) se han destacado como una de las nuevas tecnologías fotovoltaicas más prometedoras debido a su notable progreso en términos de eficiencia de conversión de energía (PCE); mientras que la mayoría de las tecnologías fotovoltaicas existentes en el mercado solo pueden captar alrededor del 20 por ciento de la luz solar, las celdas de perovskita muestran un potencial para superar este límite, con estudios teóricos representando un incremento significativo en la eficiencia.

La colaboración entre el IER-UNAM y Solarever ha impulsado el desarrollo de una tecnología que utiliza materiales orgánicos e inorgánicos con un método de recubrimiento de área grande. A través de esta tecnología, se han logrado fabricar películas de perovskita con una estructura cristalina ideal para actuar como un material absorbente de luz dentro de las celdas solares de perovskita. Es importante destacar que el proceso de fabricación se realiza a temperatura ambiente eliminando la necesidad de equipos especializados para controlar las condiciones ambientales, lo que es esencial para lograr una transición de la tecnología fotovoltaica de nivel laboratorio a nivel industrial.

Los resultados de la investigación y el desarrollo se ha logrado mediante el método de solución en un paso. Este método utiliza el enfoque de la técnica de recubrimiento por blade coating, ampliando las dimensiones de las películas de perovskita desde una área pequeña (2.5 cm x 2.5 cm) hasta una área grande (10 cm x 10 cm), con homogeneidad y uniformidad. Al optimizar los parámetros de procesamiento y diseñar una solución precursora de perovskita compatible con el proceso de fabricación, se logró mejorar el crecimiento de los cristales y aumentar la absorción óptica en las películas de perovskita de área grande. Uno de los desafíos significativos que se han superado es la eliminación del uso del antidisolvente, lo que representa un avance hacia la sostenibilidad de las celdas solares de perovskita. Además, se han incorporado tensoactivos iónicos como aditivos para mejorar la vida útil y la estabilidad de las películas de perovskita.

Dra. Hailin Hu y su equipo de estudiantes de Posgrado. Instituto de Energía Renovables. UNAM. Imagen de archivo Jorge Zarco

Haciendo mención a los principales autores de este avance, se destaca el liderazgo de Hailin Zhao, investigadora de la UNAM, cuya experiencia en investigación es fundamental para el desarrollo de tecnologías emergentes, como la fabricación de celdas solares de perovskita estables, eficientes y escalables en el laboratorio de celdas solares híbridas o poliméricas del IER-UNAM. La participación de Asiel Corpus, investigador académico de CONAHCYT, aporta una perspectiva valiosa en la formulación de estrategias novedosas y en la toma de decisiones.

La experiencia y las habilidades especializadas de los investigadores Fabian Arias, Diana Montoya y Francisco Cancino, son clave en la resolución de los desafíos técnicos para avanzar en la comprensión de los materiales y procesos involucrados.

Las investigaciones sobre tensoactivos y cinética de cristalización de Jaquelina Camacho, estudiante de doctorado de la UNAM, son esenciales para el desarrollo de películas de perovskita. Además, la dedicación y el compromiso de Gabriela Abrego, estudiante de doctorado de la UNAM, aseguran que los procesos se realicen de manera precisa y eficiente, lo que es esencial para obtener resultados confiables.

La contribución activa de Ari Vargas y el estudiante de licenciatura Christian Gómez permiten la ejecución de las tareas operativas y de apoyo necesarias del trabajo diario en el laboratorio.
Rosa Trillo, representante de Solarever: “Esta tecnología revoluciona el campo de la fotovoltaica, por un proceso de fabricación de bajo costo y altas eficiencias de la celda. Estamos emocionados de trabajar en conjunto con el IER-UNAM para llevar esta innovación al mercado y contribuir así a un futuro más sostenible”.

De acuerdo con el comunicado de prensa, el siguiente paso en la investigación se enfoca en el desarrollo de celdas solares de unión múltiple o tándem, que amplían la cobertura del espectro solar y aumentan la eficiencia de conversión de energía. Se espera que la investigación y el desarrollo sigan avanzando en corto plazo para mejorar las propiedades ópticas y electrónicas, así como la estabilidad de la película de perovskita, lo que la convertirá en una candidata ideal como capa absorbente de luz para para la generación de energía solar fotovoltaica de alta eficiencia a gran escala.

 

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