La importancia de las granjas solares en la lucha contra el cambio climático está en aumento, por lo que los científicos están buscando nuevos materiales para hacer que los paneles solares sean aún más eficientes. Aumentar la eficiencia requiere estudiar materiales que detecten y emitan luz, formando la base de la ciencia optoelectrónica. Uno de estos nuevos tipos de materiales son los perovskitas.
Recientemente, científicos utilizando el Advanced Photon Source (APS), una instalación de investigación del Departamento de Energía de Estados Unidos en el Laboratorio Nacional Argonne, publicaron un estudio en la revista Joule, presentando un método para observar el movimiento de iones en diferentes perovskitas cristalinas bajo radiación ultravioleta (UV). Los científicos están interesados en estudiar la estabilidad de los materiales bajo la radiación UV, ya que puede afectar significativamente la eficiencia de las células solares, reduciéndola en más del 50% después de una exposición prolongada.
La electricidad se genera a partir de la luz que impacta la célula solar, desplazando electrones y permitiéndoles circular y moverse en su interior. Sin embargo, la inestabilidad de los perovskitas causa que elementos como el yodo salgan del sistema en forma de gas, creando vacantes para que los iones migren y defectos que vuelven el sistema inoperable. Los científicos esperan que mejorar la estabilidad de los perovskitas lleve a una vida útil de veinte a treinta años para las células solares, haciéndolas más útiles en la industria.
«Los perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares, así como en pantallas LED. En el Laboratorio Nacional Argonne, esperamos utilizar los poderosos haces de rayos X para desentrañar los misterios de los perovskitas y encontrar formas de superar sus desafíos de estabilidad», dijo Yanqi (Grace) Luo, científica en Argonne y autora principal del artículo.
Las perovskitas tienen un potencial significativo para su uso en células solares y son fuertes candidatas para un avance en el campo de la energía solar y la resistencia climática. Las células fotovoltaicas comerciales fabricadas con silicio pueden convertir entre el 10% y el 15% de la energía solar en electricidad. En contraste, las perovskitas han aumentado este valor a 26% desde los primeros experimentos en 2009, superando a muchos otros tipos de células solares.
Para mejorar la conversión de energía solar en perovskitas, los científicos están trabajando en mejorar la estabilidad del material mediante la introducción de componentes innovadores y cambios estructurales. Al modificar las proporciones de haluros y agregar diferentes iones con tamaños o cantidades variables, los científicos pueden aprovechar las propiedades deseables de los perovskitas. Debido a las características de inestabilidad de las células basadas en perovskitas, se requiere un diseño especial de los montajes de investigación científica y precaución durante los experimentos.
FAQ:
1. ¿Qué papel juega la plataforma de investigación creada por el equipo liderado por Luo?
– La plataforma permite a los científicos rastrear el movimiento de iones en perovskitas, materiales potenciales para nuevos dispositivos de captación de energía solar.
2. ¿Por qué los científicos están buscando nuevos materiales para la producción de paneles solares?
– Los científicos están buscando nuevos materiales para hacer que los paneles solares sean aún más eficientes porque las granjas solares están adquiriendo cada vez más importancia en la lucha contra el cambio climático.
3. ¿Qué son las perovskitas?
– Las perovskitas son un nuevo tipo de material que detecta y emite luz, formando la base de la ciencia optoelectrónica.
4. ¿Qué estudio publicaron los científicos del Advanced Photon Source (APS)?
– Los científicos publicaron un estudio en la revista Joule, presentando un método para observar el movimiento de iones en diferentes perovskitas cristalinas bajo radiación ultravioleta (UV).
5. ¿Por qué los científicos están interesados en estudiar la estabilidad de las perovskitas bajo radiación UV?
– La radiación UV puede afectar significativamente la eficiencia de las células solares, por lo que los científicos están estudiando la estabilidad de las perovskitas para mejorar su eficiencia.
6. ¿Cuáles son las expectativas de los científicos respecto a mejorar la estabilidad de las perovskitas?
– Los científicos esperan que mejorar la estabilidad de las perovskitas conduzca a una vida útil de veinte a treinta años para las células solares.
7. ¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de las perovskitas?
– Las perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares y pantallas LED.
8. ¿Cuáles son los beneficios de usar perovskitas en comparación con otros tipos de células solares?
– Las células fotovoltaicas fabricadas con perovskitas tienen una mayor capacidad de convertir la energía solar en electricidad en comparación con las células fabricadas con silicio.
9. ¿Cómo están trabajando los científicos para mejorar la estabilidad de las perovskitas?
– Los científicos están trabajando en mejorar la estabilidad de las perovskitas mediante la introducción de componentes innovadores y realizando cambios estructurales.
10. ¿Por qué se requiere un diseño especial de los montajes de investigación y precaución durante los estudios de perovskitas?
– Debido a las características de inestabilidad de las células solares basadas en perovskitas, se requiere un diseño especial de los montajes de investigación científica y precaución durante los experimentos.
Vocabulario:
1. Estabilidad – la capacidad de permanecer en un estado inalterado.
2. Eficiencia – efectividad, eficiencia de la operación.
3. Perovskitas – un tipo de material que detecta y emite luz.
4. Energía solar – energía derivada del sol.
5. Granjas solares – instalaciones diseñadas para generar electricidad a partir del sol.
Enlaces sugeridos relacionados:
– Laboratorio Nacional Argonne
– Departamento de Energía de Estados Unidos