Perovskita, alternativa de energía limpia y eficiente
La perovskita es un material sintético capaz de absorber la luz y transformarla en energía. Con impacto mundial, investigadores de la Universidad de Antioquia la estudian como alternativa para la fabricación de celdas solares.
Atributos como
su bajo peso y espesor, su fácil procesamiento a bajas temperaturas y sus bajos
costos, hacen a la perovskita híbrida un mineral altamente atractivo para un
aprovechamiento más eficiente y económico de la energía solar.
Pese a su
potencial, este mineral que es explorado por científicos del mundo desde
hace seis años aproximadamente, presenta dos retos importantes para su
aplicación en celdas solares: su eficiencia y estabilidad.
En la búsqueda
para obtener más propiedades, composiciones y otros materiales del mineral,
Daniel Esteban Ramírez Zora, miembro del Centro de Investigación, Innovación y
Desarrollo de Materiales —Cidemat, de la Universidad de Antioquia, lideró dos
investigaciones en el 2017 que marcaron un hito en la evolución de esta tecnología
solar emergente.
Más estable
La eficiencia
se traduce en la transformación de la radiación solar en electricidad, para
suplir la demanda energética de un electrodoméstico, un celular y hasta de un
carro.
«Las celdas de
perovskita, para ese entonces, se encontraban con una eficiencia de alrededor
del 19 %, con la investigación logramos alcanzar el 21 %, esta eficiencia
nos posiciona de manera competitiva por encima de muchos laboratorios del
mundo. Adicionalmente, nuestro trabajo explica aspectos fundamentales del
funcionamiento de los dispositivos o celdas solares», explicó el doctor en
Ingeniería de Materiales, cuya investigación realizó en conjunto con
la universidad de Oxford.
Conozca la investigación:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpcc.8b07124Ramirez et al., Meso-Superstructured Perovskite Solar Cells: Revealing the Role of the Mesoporous Layer, The Journal of Physical Chemistry C, 2018, 122, 37, 2018.
Más
eficiente
La perovskita,
además, tiende a degradarse con el tiempo, contrario a lo que se requiere para
ser resistente a las condiciones climáticas como el sol y la lluvia. Con el fin
de que sea más estable, los investigadores de la Universidad de Antioquia y las
universidades de Oxford y Cambridge, desarrollaron un material con
unas particularidades inexploradas anteriormente.
«La principal característica del mineral para las aplicaciones en celdas solares es el plomo, hicimos una reducción en la composición del plomo por estaño, eso normalmente disminuye la estabilidad del dispositivo, por ello, le adicionamos otro compuesto y logramos incrementar la estabilidad en cerca de un 60 % con respecto a los materiales de referencia», explicó Ramírez.
Celdas solares flexibles
De acuerdo con
el coordinador del Cidemat, Franklyn Jaramillo Isaza, la perovskita ha llamado
el interés de la comunidad científica no solo por alcanzar eficiencias de
conversión energética considerables en poco tiempo, sino también por ofrecer la
posibilidad de ampliar el espectro de aplicaciones de esta tecnología. La
perovskita, como recalcó Jaramillo, brinda la posibilidad de tener celdas
solares flexibles que se puedan incorporar en superficies que no sean planas o
rígidas.
«La flexibilidad es una característica que se obtiene de fabricar las celdas a baja temperatura sobre sustrato flexible. Como son capas muy delgadas, el material puede depositarse en plástico, la celda solar final se convierte en un dispositivo flexible», agregó el investigador Daniel Ramírez.Actualmente, los científicos de la Universidad de Antioquia trabajan en el escalamiento de esta nueva tecnología de celdas solares para aplicarla en Colombia y en la integración de los dispositivos a cualquier aplicación, como celulares, ropa, mochilas, entre otros.
El Cidemat es pionero en Colombia y Latinoamérica en la investigación y desarrollo de celdas solares de perovskita, con investigaciones colaborativas con universidades de distintos países y cerca de 20 publicaciones recientes en revistas científicas internacionales.
Datos adicionales
- Las celdas solares de silicio tienen entre 50 y 100 micras de espesor. La perovskita tiene entre 300 y 500 nanómetros de espesor, lo que la hace más pequeña y manejable.
- Desde que iniciaron los estudios con este material, la perovskita ha pasado del 0 % al 23 % en eficiencia de conversión energética, lo que ha llamado la atención de la comunidad científica internacional.
- En el 2016, también el Foro Económico Mundial incluyó las celdas fotovoltaicas de perovskita en la lista de las 10 tecnologías emergentes.«Es un nuevo tipo de célula solar que es mucho más eficiente en la generación de energía. El desarrollo rápido de estas células solares podría proporcionar una fuente confiable de energía limpia en todo el mundo», destaca el documento.
FUENTE: UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
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