Un nuevo plataforma de investigación desarrollada por un equipo liderado por Luo, que utiliza la intensa radiación de rayos X del Advanced Photon Source (APS), ha permitido a los científicos rastrear el movimiento de iones en los perovskitas, materiales potenciales para nuevos dispositivos de recolección 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, que forman la base de la investigación 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 de 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 la radiación UV, ya que 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 incide en 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 de yodo, creando espacios para que los iones migren, lo que 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 que las hace más útiles en la industria.
«Los perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares, así como en pantallas de LED. En el Laboratorio de Argonne, esperamos utilizar los poderosos haces de rayos X para descubrir los secretos de los perovskitas y encontrar formas de superar sus desafíos de estabilidad», dijo Yanqi (Grace) Luo, científica del Laboratorio de Argonne y autora principal del artículo.
Los perovskitas tienen un gran potencial para su uso en células solares y son fuertes candidatos para una revolución en la energía solar y la resiliencia climática. Las células fotovoltaicas comerciales hechas de silicio pueden convertir entre el 10% y el 15% de la energía solar en energía eléctrica. En contraste, 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 introduciendo componentes innovadores y alterando su estructura. Al modificar las proporciones de los 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.
FAQ:
1. ¿Cuál es el papel de la plataforma de investigación desarrollada por el equipo de Luo?
– La plataforma permite a los científicos rastrear el movimiento de iones en los perovskitas, materiales potenciales para nuevos dispositivos de recolección 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, ya que 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 optoelectrónica.
4. ¿Qué estudio publicaron los científicos de 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 la 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 de LED.
8. ¿Cuáles son los beneficios de utilizar perovskitas en comparación con otros tipos de células solares?
– Las células fotovoltaicas hechas de perovskitas tienen una mayor capacidad para convertir la energía solar en energía eléctrica en comparación con las células hechas de 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 la alteración de su estructura.
10. ¿Por qué es necesario diseñar una plataforma de investigación especializada y tener precauciones 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.
Vocabulario:
1. Estabilidad – la capacidad de permanecer sin cambios.
2. Eficiencia – efectividad, eficiencia de funcionamiento.
3. Perovskitas – un tipo de materiales que detectan y emiten luz.
4. Energía solar – energía derivada del sol.
5. Granjas solares – instalaciones diseñadas para generar energía eléctrica a partir del sol.
Enlaces relacionados sugeridos:
– Laboratorio Nacional de Argonne
– Departamento de Energía de los Estados Unidos