Volatilización paso a paso inducida por aditivos sólidos volátiles. Crédito: Energía y Ciencias Ambientales (2025). Doi: 10.1039/d4ee03897e
Un estudio reciente demuestra cómo una sustancia derivada del alcanfor, un extracto natural del árbol de alcanfor, puede mejorar significativamente la calidad de las películas delgadas de perovskita utilizadas en las células solares. La propiedad de sublimación de este material, su capacidad para hacer la transición directamente del sólido al gas sin dejar residuos, se ha aprovechado para mejorar el rendimiento del dispositivo y la eficiencia de fabricación.
El equipo de investigación dirigido por el profesor Changduk Yang en la Escuela de Energía e Ingeniería Química en Unist sintetizó con éxito películas de perovskitas de alta calidad al incorporar derivados de alcanfor. Se espera que la ausencia de sustancias residuales extienda la vida útil y la eficiencia de las células solares al tiempo que simplifica los procesos de fabricación y reduce los costos de producción. Los hallazgos son publicado En la revista Energy & Environmental Science.
Las películas delgadas de perovskita en las células solares están compuestas por numerosos granos de cristal. Los granos de cristal más grandes y bien ordenados facilitan el flujo de electrones más suave y fortalecen la integridad estructural, lo que lleva a una mejor eficiencia y durabilidad. Para lograr tales estructuras de alta calidad, los aditivos a menudo se emplean durante la fabricación; Sin embargo, los aditivos residuales a veces pueden obstaculizar el rendimiento del dispositivo.
Para abordar este problema, los investigadores utilizaron Camphorquinona (CQ) como aditivo. CQ es un derivado de alcanfor, que se extrae del árbol de alcanfor, modificado con un grupo de oxidación. A diferencia del alcanfor, que se sublima directamente de sólido a gas, CQ sufre sublimación paso a paso, ayudando inicialmente en la formación de cristales de semillas uniformes durante el primer tratamiento térmico, luego sublimando gradualmente por completo durante el segundo proceso de calentamiento. Esta sublimación controlada permite que la película de perovskita crezca de manera óptima sin contaminantes residuales.
El investigador Jeewon Park, el primer autor del estudio, explicó: “CQ se puede cronometrar con precisión para influir en la fase de crecimiento del cristal y no deja material residual en la película. Esta propiedad única nos permitió producir películas de perovskitas de alta calidad”.
Las células solares fabricadas con estas películas mejoradas en CQ demostraron una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 25,2%, superando la eficiencia del 23,0%de los dispositivos de control sin aditivos, una mejora de aproximadamente el 9,6%.
Bajo las pruebas de seguimiento máximo de punto de potencia (MPPT), que simula las condiciones de funcionamiento del mundo real, estos dispositivos conservaron más del 90% de su eficiencia inicial después de 1,000 horas, más que duplicar la vida útil operativa de dispositivos de control comparables. MPPT es un estándar riguroso que evalúa la estabilidad de las células solares bajo la luz solar simulada.
El profesor Yang dijo: “Resolver problemas de estabilidad en las células solares de perovskita utilizando materiales ecológicos y derivados naturalmente no solo avanza la tecnología de energía sostenible, sino que también allana el camino para soluciones solares más duraderas y rentables”.
Más información: Jeewon Park et al, volatilización paso a paso inducida por aditivos sólidos volátiles de origen natural que mejoran la eficiencia y estabilidad de las células solares de perovskita, la energía y la ciencia ambiental (2025). Dos: 10.1039/d4ee03897e
Proporcionado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan
Cita: el método ecológico mejora la calidad de las células solares de perovskita utilizando aditivo basado en camphor (2025, 8 de julio) recuperado el 8 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07 -cO-friendly-method-perovskite-solar.html
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