La perovskita un mineral compuesto de óxido de calcio y titanio. Aunque puede sonar como algo nuevo, porque no es demasiado conocido, lo cierto es que fue descubierto en 1839 en Rusia. Su nombre se lo debe al mineralogista ruso Lev Perovski, aunque su descubridor fue el geólogo alemán Gustav Rose.
La particularidad de este mineral es que tiene una estructura cristalina cúbica. Los átomos de calcio ocupan los vértices del cubo, mientras que el titanio se sitúa en el centro. Por su parte, los átomos de oxígeno están en los centros de las caras del cubo.
Los materiales elaborados a base de perovskita tienen unas propiedades ópticas y electrónicas bastante notables. Demuestran una muy buena capacidad de absorber luz, y también destacan en cuanto a movilidad de carga y fotoluminiscencia. De hecho, pueden tolerar una cierta cantidad de defectos en su estructura sin que esto afecte de manera significativa a su rendimiento.
Por todo ello, la perovskita está siendo toda una revolución en el campo de las celdas solares. Porque permite una alta eficiencia de conversión de energía y su coste es relativamente bajo. Además, este material también se utiliza en la fabricación de luces LED, en aparatos de rayos X y en diferentes dispositivos electrónicos, porque tienen excelentes propiedades semiconductoras.
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Rendimiento de las celdas solares de perovskita
Un equipo de la Universidad de Córdoba ha demostrado que una variación en la geometría molecular de un compuesto puede marcar la diferencia en el rendimiento de las celdas solares de perovskita, una alternativa a los paneles solares de silicio por su bajo coste y mayor facilidad de fabricación.
La investigación realizada por el grupo FQM-204 del Departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada de la Universidad de Córdoba y el Instituto Tecnológico de Georgia, en Estados Unidos ha logrado aumentar la eficiencia y la durabilidad de estas células solares, debido a una variación en la geometría molecular de uno de los compuestos que se incorporan en la celda fotovoltaica.
Según los resultados del trabajo, y tal y como indica en un comunicado su autora principal, Susana Ramos, la investigación ha logrado aumentar la eficiencia de la conversión solar en energía a un 20,7 %, frente al 18,3 % obtenido sin la incorporación de este nuevo compuesto.
Además de ello, y «lo que parece aún más relevante, el rendimiento de la celda fotovoltaica sigue siendo prácticamente el mismo tras mil horas de exposición solar«. El estudio ha sido realizado a escala de laboratorio en células solares de pequeño tamaño -2,5 por 2,5 centímetros-, y ha empleado un simulador solar.
Entre las distintas láminas de la estructura de tipo sándwich formada por capas de perovskita, el equipo de investigación ha incorporado una molécula de diamina, un compuesto «en el que la comunidad científica lleva años trabajando por su capacidad para eliminar defectos superficiales, proteger la célula solar y prevenir su degradación».
Ajuste geométrico
Una de las claves del trabajo ha sido un ajuste geométrico «sutil pero determinante» en la geometría de esta diamina, a la que le han conferido una nueva estructura con forma similar a un gancho que le permite anclarse con mayor firmeza y establecer interacciones más sólidas con las distintas capas de perovskita, garantizando así una mayor estabilidad y durabilidad de la célula solar.
El trabajo, realizado en el marco del proyecto europeo ‘Sunrey’, supone, de esta forma, un «avance significativo» frente a uno de los grandes retos a los que se enfrenta el sector de la energía fotovoltaica: garantizar que estas celdas puedan mantenerse intactas durante largos periodos de tiempo. Unas células solares que, «debido a la flexibilidad de la perovskita, podrían abrir la puerta a nuevas aplicaciones como los techos de los coches eléctricos o las superficies curvas de los edificios«. EFE / ECOticias.com
