Hace 10 años | Por conversador a agenciasinc.es
Publicado hace 10 años por conversador a agenciasinc.es

Un equipo de científicos de la Universitat de València ha creado un dispositivo fotovoltaico delgado, similar a una lámina, de muy bajo coste y una alta eficiencia. La célula solar está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra (millonésima parte de un metro).

Comentarios

oriola

#8 Gracias por la explicación. Me ha quedado bien claro.

D

#8 A mi parecer era al revés, que generalmente se aprivechan los rayos infrarrojos, mientras que el espectro visible y los rayos ultravioletas no se aprovechan.

c

#14 No se en fotovoltáica pero en térmica si qeu se aprovechan los IR.

rocacero

#14 El problema de los IR es la temperatura, que reducen la eficiencia de las células solares fotovoltaicas. Existen incluso placas con líquidos refrigerantes para mitigar la temperatura producida por estos fotones. Para la solar térmica es todo lo contrario, los fluidos tratan de aprovechar al máximo el rendimiento de los captadores de fotones de IR, son lo contrario a líquidos refrigerantes.

perovskito

#3 La verdad es que la nota deja bastante que desear y los datos más relevantes como la eficiencia los omite. Y eso que es una web específica de noticias de ciencia y no generalista.
Por ejemplo, en la fotografía que acompaña al texto se muestra un substrato flexible, pero en el artículo
solo se trabaja con sustratos de vidrio.

Voy a intentar aclarar algunas dudas que han surgido en el hilo de comentarios y seguramente yo también deje bastante que desear en mi forma de expresarme por escrito, así que perdón por adelantado.

Si alguien necesita ver la referencia original, la podéis conseguir a través de Library Genesis http://gen.lib.rus.ec/

#2 Esta perovskita empieza a absorber a partir de los 790 nm, una capa suficientemente tocha solo dejaría pasar luz más allá de esta longitud de onda, esto es, solamente infrarrojo y no verías nada a través de ella. El material activo de una celda fotovoltaica, cuanta más luz absorba mejor, pero hasta cierto límite. Normalmente, los excitones que se generan tienen una determinada longitud de difusión, si la capa de perovskita es demasiado ancha estos excitones recombinarían. De tal forma que existe un espesor óptimo de material que capta suficientemente luz y a su vez permite que suficientes excitones foto-generados alcancen los extremos del material para ser extraídos como electrones y como huecos. En el caso de la perovskita del artículo esta capa es de 285 nm, este espesor es lo suficientemente fino como para que puedas ver a través de la celda. En la referencia hay una fotografía de una celda en la que puedes ver este detalle, esta fotografía es la que realmente debería acompañar la nota informativa.


#4 #7 #14 Esta perovskita empieza a generar foto-corriente desde los ~ 300 nm hasta los 790 nm aproximadamente. Se come tanto el uv cercano, el visible y parte de infrarrojo. Es muy buena por esto, pocos materiales absorben tanta longitud de onda del sol con átomos tan baratos.

#16 por favor, puedes ampliar información?, ¿cómo es eso?

#17 #25 La celda de la referencia lleva una capa de un derivado de fullereno. Ya están más pasados de moda pero por ahora os tendréis que contentar con las buckyballs. Y tranquilos que está a la vuelta de la esquina que alguien coloque grafeno como capa selectora, lo curioso será ver de que tipo será si funciona.
Y prometo que cuando salga el artículo subo yo la noticia con el título Perovskita feat Grafeno.

#20 No tiene porqué. Una mayor temperatura a veces es favorable como por ejemplo en las celdas de dye con electrolito líquido. Seguramente te refieres a las de silicio, en las que una elevada temperatura es perjudicial. En las de perovskita,datos sobre el efecto de la temperatura creo que no se han publicado específicamente todavía pero por pruebas de estabilidad, los gráficos no muestran una bajada de su eficiencia en los primeros minutos cuando la celda está alcanzando su temperatura de trabajo. Por tanto, parece que la temperatura que podría alcanzar una celda a máxima iluminación no es tan problemático como en las de silicio.
Creo.


#22 #23 En la literatura siempre encuentras la palabra "efficiency" para nombrar este parámetro. La eficiencia de la celda de la referencia es del 12.04 %, valor bueno pero conseguido en un área de 0.09 cm2. Hay que tomar con cautela eficiencias de áreas tan bajas, pero los autores del artículo aportan también resultados sobre una celda de 1 cm2 (este área ya es más seria y extrapolable a la realidad de la fabricación de dispositivos a gran escala) en la que consiguen una más que respetable eficiencia de entorno al 8.5%.
Para poner en contexto, las celdas de silicio amorfo comerciales están ahora entorno al 12%. En NREL podéis ver las eficiencias conseguidas en laboratorio a lo largo del tiempo y en los distintos tipos de celdas http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg
En ese gráfico también se pueden ver las celdas de perovskita, y éstas ya tienen certificado el 16.2% de eficiencia. Nam-Gyu Park (el que hizo saltar la liebre en el 2012) estima de forma conservadora que podría llegarse a superar el 20% con las celdas de perovskita.

Una celda hecha de un solo material activo tiene un limite máximo de eficiencia del ~33%. Esto quiere decir, que de los 100 mW/cm2 de potencia que recibe el suelo terrestre de parte del sol, sólo podrán ser generados 33 mW/cm2 de potencia eléctrica, unos ~ 74 mA/cm2 en corto-circuito y un voltaje máximo de 1.1 V cuando el circuito está abierto. Esto es así porque existiría un bandgap(parámetro específico de cada material) óptimo para el cual la irradiancia espectral de nuestro sol es absorbida de forma máxima. Normalmente las mayores perdidas se producen porque el infrarrojo del sol no genera fotocorriente en el material (porque no lo absorbe el material). Por supuesto, si se hacen celdas tandem, esto es, varios materiales dispuestos en serie y cada uno de ellos optimizado para absorber un determinado rango de frecuencias, entonces teóricamente serían posibles eficiencias del 100% (el gráfico de NREL es muy ilustrativo respecto a esto)



#24 No suspenderías, la estructura tipo de una perovskita es la que mencionas del CaTiO3
. Pero otros elementos podrían formar estructura de perovskita, la perovskita no es una composición química sino una disposición de átomos en el espacio. Cuando se quiere estudiar solo la estructura, se habla de perovskitas de tipo ABX3. Donde A y B son cationes, normalmente metálicos y X son aniones. En el caso concreto de esta perovskita A sería un catión orgánico, el metilamonio (+1), B es el plomo (+2) y los aniones X son yoduros (-1· 3). Sin entrar mucho en detalle, en el tema de fotovoltaica de perovskitas se ha estudiado mucho la sustitución de los yoduros por otros halógenos pero apenas hay dos referencias en las que se ha cambiado el catión orgánico o el plomo por estaño. El término híbridas viene porque el metilamonio NH3-CH3+ es un catión “orgánico” (al menos no es un Cs+) y entonces como el material es una mezcla de componente orgánico e inorgánico (Pb y I) se las denomina híbridas, no tiene más misterio.


¿Qué aporta como novedad el artículo al que hace referencia la noticia?
Para mi se ha dado un pequeño paso atrás respecto a como se deposita la perovskita. Usar alto vacío y producir una coevaporación del componente AX y BX2 es caro y muy difícil, no es una novedad de este artículo tampoco pues ya se había conseguido antes alcanzándose records no certificados del 15%. Las perovskitas pueden depositarse desde su disolución, quizás las capas no sean tan perfectas pero se hace a temperatura y presión ambiente, y esto significa simplemente más barato (mucho más barato) y el uso de los reactivos en disolución puede ser también muy eficiente, ahí está el método del dipping con el que consiguieron el primer record certificado de 14.1%. Tampoco es una novedad el stack que usan. Es bastante inusual pero al menos hay dos referencias ya publicadas donde sacan los huecos por el contacto ITO/PEDOT
. La novedad de este artículo y su mérito es la forma en que depositan las capas selectivas que sandwichean la perovskita. En la información de soporte del artículo hay j-Vs que indican que el voltage a circuito abierto conseguido es del 1.1 V. Esta perovskita tiene un bandgap de 1.5 eV, conseguir 1.1 V es extraordinario. Y esto lo han podido hacer por esta forma poco usual de depositar las capas selectivas y me imagino también por haber usado el TPD polimérico. Inédito en el uso de estas celdas, lo más parecido publicado recientemente es con TPD (no polimérico supongo) pero en perovskitas basadas en Br. Quizás este TPD polimérico sea un buen sustituto del tan manido, caro y odidado spiro-OMeTAD. En conclusión, un buen artículo que inspira y aporta ideas.

c

#28 Wow! Muchas gracias por la información. Muy interesante!

#8 ¿De qué eficiencia estamos hablando más o menos comparados con las celdas "estándar" que se pueden adquirir en el mercado?

c

#22 Yo iba a preguntar lo mismo, porque viene "alta eficiencia", pero no se dice cuál... Por cierto, creo que se usa muy a la ligera "eficiencia" y a veces es más correcto "eficacia". Eficiencia sería tener un rendimiento equiparable a las estandard y, además, que sea más barata de fabricar... pero decir "alta eficiencia" no sé muy bien si se refiere a que es buena, mejor que otros materiales innovadores y/o transparentes, pero no llega a la de los paneles estandard o es mejor que la de los paneles estandard. Hoy importa mucho que sea verdaderamente eficiente en todos los sentidos.

mucha_paja

LД PЗЯФVSКITД FЦЗ DЭSCЦЬIЗЯTД ЭИ LФS MФЙTЗS ЦЯДLЭS DЗ ЯЦSIД PФЯ GЦSTДV ЯФSЭ ЗИ 1839 У ЙФMЪЯДDД PФЯ ЭL MIИЗЯДLФGISTД ЯЦSФ, L. Д. PЭЯФVSКI (1792-1856).

FЦЗИTЭ:

http://es.wikipedia.org/wiki/Perovskita

e

#1 «ЙФMЪЯДDД»

amplíe su vocabulario:

nominar.
(Del lat. nomināre).
1. tr. Dar nombre a alguien o algo.

سي كيارس اشارت ال باشيلون، ةور كي نو اسكربس عن عربي??

Victor_Martinez

las eléctricas españolas ya están pensando en como reclamarles una indemnización

D

#0 Vaya, este tipo (Henk Bolink) trabaja en mi planta, como mola que haya llegado a portada en meneame

oriola

Ya se que es un recurso periodístico, pero transparente no puede ser si genera electricidad a partir de la radiación solar. Algo (de luz) tiene que absorber para generar esta energía eléctrica.

oriola

#4 ¿Sólo aprovechan las longitudes de onda UV entonces? Porque buena chicha de la energía viene en el rango visible.

crob

Excelente aplicación, esperemos que el 2014 les depare buenos desarrollos, aunque parece que la política española no es muy favorable

amonraes

Boicot del cluster petroleo/eléctricas y a la papelera.

f

Marchando impuesto a las laminas, a los productores y con multa para quien las fabrique.

gontxa

La perovskita, ¡una miiiiierda al lado del grafeno! lol

eldelshell

Genial, ahora que vayan a un banco a buscar financiación para montar la plan... Nada, que se vayan a Alemania.

rafaLin

Pues para España eso va a ser cojonudo para poder poner paneles solares ilegales sin que los inspectores los vean. Auguro una buena oportunidad para el mercado negro y el contrabando.

gustavocarra

Todo el mundo ignora el verdadero potencial de la perovskita: Sólo hay una posibilidad de que surja la vida y es atraves de este mineral.

D

Y lo caras que nos han salido las renovables gracias a ZP

VozDelSilencio

"La célula solar desarrollada por los investigadores del ICMol está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra."

Puede que suspenda en química, pero ¿la perovskita no era un material inorgánico formado por óxido doble de calcio y titanio? ¿Cómo puede ser ahora un material híbrido? ¿O se refieren a una estructura de preovskita con un polímero?

Valverdenyo

No lleva grafeno?

R

Pero.... ¡¡¿¿quién ha escrito esto??!!

PythonMan8

esta noticia no puede ser verdad. Acorde a los meneoflautas en Valencia sólo hay corruptos del PP y todos los científicos han sido despedidos por los recortes en I+D.