Un nuevo artículo de investigación, desarrollado por un equipo liderado por Luo, utilizando la intensa radiación de rayos X del Advanced Photon Source (APS), ha permitido a los científicos rastrear el movimiento de iones en los perovskitas, unos materiales potenciales para nuevos dispositivos de captación de energía solar.
Las granjas solares están adquiriendo cada vez más importancia en la lucha contra el cambio climático, por lo que los científicos están buscando nuevos materiales que hagan que los paneles solares sean aún más eficientes. Mejorar la eficiencia requiere el estudio de materiales que detecten y emitan luz, lo cual es fundamental en la investigación en optoelectrónica. Uno de los nuevos tipos de estos materiales son los perovskitas.
Recientemente, científicos del Advanced Photon Source (APS), una instalación de investigación del Departamento de Energía de los Estados Unidos en el Laboratorio Nacional Argonne, publicaron un estudio en la revista Joule, donde presentaron cómo se mueven los iones en diferentes cristales de perovskita bajo la influencia de la radiación ultravioleta (UV). Los científicos están interesados en estudiar la estabilidad de los materiales bajo radiación UV, ya que esta puede reducir significativamente la eficiencia de las células solares en más del 50% después de una exposición prolongada.
La electricidad se genera a partir de la luz que golpea la célula solar, desplazando los electrones asociados a ella y permitiéndoles circular y moverse en su interior. Sin embargo, la inestabilidad de los perovskitas provoca, por ejemplo, que el yodo abandone el sistema en forma de gas, creando espacios para que los iones migren, lo cual resulta en defectos que hacen que el sistema deje de funcionar. Los científicos esperan que mejorar la estabilidad de los perovskitas permita que las células solares tengan una vida útil de veinte a treinta años, lo cual las haría más útiles en la industria.
«Los perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares e incluso en pantallas LED. En el Laboratorio Argonne, esperamos aprovechar los poderosos rayos X para descubrir los secretos de los perovskitas y encontrar formas de superar sus desafíos de estabilidad», dijo Yanqi (Grace) Luo, científico del Laboratorio Argonne y autor principal del artículo.
Los perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares y son fuertes candidatos para una innovación en la energía solar y la resistencia climática. Las células fotovoltaicas comerciales hechas de silicio pueden convertir el 10-15% de la energía solar en energía eléctrica. En cambio, los perovskitas han aumentado este valor al 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 modificando su estructura. Al modificar las proporciones de haluros y agregar diferentes iones de tamaños o cantidades variables, los científicos pueden aprovechar las propiedades beneficiosas de los perovskitas. Debido a las características de inestabilidad de las células basadas en perovskita, es necesario diseñar una plataforma de investigación especializada y tener precauciones particulares durante los estudios.
Preguntas frecuentes:
1. ¿Qué función cumple la plataforma de investigación desarrollada por el equipo de Luo?
– La plataforma permite a los científicos rastrear el movimiento de iones en los perovskitas, unos materiales potenciales para nuevos dispositivos de captación de energía solar.
2. ¿Por qué los científicos buscan nuevos materiales para la producción de paneles solares?
– Los científicos buscan 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 los perovskitas?
– Los perovskitas son uno de los nuevos tipos de materiales que detectan y emiten luz, formando la base de la investigación en optoelectrónica.
4. ¿Qué estudio publicaron los científicos del Advanced Photon Source (APS)?
– Los científicos publicaron un estudio en la revista Joule, donde presentaron cómo se mueven los iones en diferentes cristales de perovskita bajo la influencia de la radiación ultravioleta (UV).
5. ¿Por qué los científicos están interesados en estudiar la estabilidad de los perovskitas bajo radiación UV?
– La radiación UV puede reducir significativamente la eficiencia de las células solares, por lo que los científicos están estudiando la estabilidad de los perovskitas para mejorar su eficiencia.
6. ¿Cuáles son las esperanzas de los científicos al mejorar la estabilidad de los perovskitas?
– Los científicos esperan que mejorar la estabilidad de los perovskitas permita que las células solares tengan una vida útil de veinte a treinta años.
7. ¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de los perovskitas?
– Los 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 energía eléctrica en comparación con las células fabricadas con silicio.
9. ¿Cómo están trabajando los científicos en mejorar la estabilidad de los perovskitas?
– Los científicos están trabajando en mejorar la estabilidad de los perovskitas mediante la introducción de componentes innovadores y modificando su estructura.
10. ¿Por qué es necesario diseñar una plataforma de investigación especializada y tener precaución durante los estudios de perovskitas?
– Debido a las características de inestabilidad de las células basadas en perovskita, es necesario diseñar una plataforma de investigación especializada y tener precauciones particulares durante los estudios.
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