La investigación se realizó en el Centro de Innovación sobre nuevas energías. Crédito: Cine
Un estudio realizado en la Universidad Federal de ABC (UFABC), en el estado de São Paulo, Brasil, presenta una nueva forma de mitigar la rápida degradación de las células solares de perovskita. El problema, que limita el uso de estos dispositivos en la vida cotidiana, ha desafiado a los investigadores en el campo a encontrar soluciones viables.
Las células solares de perovskita son una tecnología fotovoltaica muy prometedora. Son tan eficientes como las células de silicio y tienen costos de producción más bajos. Además, son ligeros, flexibles y semitransparentes, lo que abre numerosas posibilidades para aplicaciones como ventanas, ropa o carpas que pueden generar electricidad a partir de la luz solar.
Sin embargo, la comercialización de estas células se ve obstaculizada por su baja durabilidad debido a la degradación de que los materiales de perovskita sufren cuando se exponen a las condiciones de humedad y temperatura ambiente durante la fabricación y el uso. Esta degradación afecta el rendimiento de los dispositivos a lo largo del tiempo y, por lo tanto, su durabilidad.
En un artículo publicado en la revista Solar Energy Materials and Solar Cells, el equipo de UFABC describe un proceso que es único en el sentido de que se puede llevar a cabo sin los estrictos controles de humedad y temperatura que existen en laboratorios dedicados a investigar estos dispositivos.
“Las células solares en este trabajo se obtuvieron en condiciones ambientales, sin controles de humedad importantes, que pueden ser más compatibles con las condiciones de preparación industrial”, explica el profesor André Sarto Polo, coordinador del estudio y miembro del Centro de Innovación en Nuevas Energías (CINE).
Modular la composición
La familia Perovskite incluye materiales con diferentes composiciones químicas. Todos comparten una estructura común de iones cargados positivamente (cationes) e iones cargados negativamente (aniones). Los perovskitas basados en los cationes de metilamonio (MA+) y formamidinio (FA+) son los más estudiados para su uso en las células solares.
En este nuevo estudio, los autores incorporaron cantidades crecientes de cationes de formamidinio en perovskitas a base de metilamonio, caracterizaron cada uno de los materiales obtenidos y ensamblados células solares con ellas. La producción y la caracterización de los materiales y dispositivos se llevaron a cabo en entornos con humedad relativa que varía del 40% al 60%.
Para probar su estabilidad, estas células solares estuvieron expuestas a la temperatura ambiente y la humedad durante 90 días. Durante este período, los investigadores estudiaron sistemáticamente las propiedades de todos los dispositivos para determinar la influencia de la adición de formamidinio en el rendimiento de las células solares.
Mientras que las células solares sin FA+ mostraron una fuerte caída en la eficiencia inmediatamente después del ensamblaje y dejaron de funcionar después de 30 días, las células con más del 25% de FA+ mantuvieron una eficiencia del 80% al final de 90 días.
“Este trabajo demuestra cómo la incorporación de cationes FA+ en perovskitas basadas en MA+ provoca un aumento en la durabilidad de las células solares de perovskita fabricadas y medidas en condiciones ambientales”, resume el polo.
Según él, esto se debe a que la adición de formamidinio provoca un aumento en el tamaño de los granos que constituyen la estructura cristalina de la perovskita, reduciendo la longitud total de los bordes. Dado que los bordes son puntos en los que se acumula la humedad, la perovskita sufre menos degradación y la célula solar mantiene su buen rendimiento durante más tiempo.
La investigación, realizada durante los estudios de doctorado de Lucas Polimante, abre la posibilidad de desarrollar células solares de perovskita más duraderas que puedan producirse a un costo más bajo y en condiciones más ecológicas.
Más información: Lucas Polimante et al, mejorando la estabilidad de las células solares de perovskita basadas en metilamonio preparadas en condiciones ambientales agregando cationes de formamidinio, materiales de energía solar y células solares (2025). Doi: 10.1016/j.solmat.2025.113522
Cita: El proceso simple extiende la vida útil de las células solares de perovskite (2025, 20 de mayo) Recuperado el 20 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-simple-lifetime-perovskite-solar-cells.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
