Investigadores de la Universitat Jaume I, en Castellón, han diseñado un nuevo interruptor que podría ayudar a mejorar la eficiencia de las células solares y los leds. Se basa en materiales de perovskita, un mineral de bajo coste que combina cuatro propiedades: conductividad eléctrica, conductividad iónica y una excelente absorción y emisión de luz.
Científicos del Instituto Universitario de Materiales Avanzados (INAM) de la Universitat Jaume I (UJI) han diseñado un interruptor óptico con perovskita que podrá mejorar la eficiencia y la estabilidad de las células solares y leds hechos de este mineral de bajo coste, lo que implica un abaratamiento de en los dispositivos. Los resultados de este estudio, dirigido por el catedrático Juan Bisquert, se han publicado en la revista Nature Communications.
Este interruptor óptico está basado en materiales de perovskita, que combina cuatro propiedades raramente encontradas en un mismo mineral: conductividad eléctrica, conductividad iónica y una excelente absorción y emisión de luz. La disposición de estas propiedades permite el acceso a nuevos conceptos de dispositivos electrónicos como, por ejemplo, los de memoria para la emisión de luz.
El interruptor óptico estudiado en el INAM es un ejemplo de los nuevos conceptos posibles. "Este interruptor compuesto por la perovskita y dos contactos eléctricos inicialmente emite luz al hacerle pasar una corriente eléctrica. Este promueve el movimiento iónico y estos iones cambian la estructura del material generando un estado en que el interruptor está apagado", explica el investigador del Departamento de Física Antonio Guerrero.
Este mecanismo, también relevante para conocer la degradación de la perovskita, permitirá entender mejor el funcionamiento de las células solares y los leds de perovskita, así como la preparación de nuevos dispositivos de memoria óptica.
Dispositivos más estables
Bisquert, catedrático de Física Aplicada de la UJI y también director del INAM, comenta que en este trabajo se ha conseguido correlacionar la corriente eléctrica y el tiempo en que tarda en apagarse el interruptor con la velocidad del movimiento de los iones, una propiedad fundamental del material que ayudará a preparar células solares y leds más estables.
"Si el apagado es más lento, será mejor, puesto que indicará que el dispositivo se degradará menos y será más estable, con lo que podrá dar lugar a células solares y leds más eficientes", añade Guerrero.
Los nuevos tipos de materiales ya han sido ampliamente utilizados para crear dispositivos de energías limpias. Células solares basadas en compuestos de bajo coste como la perovskita y otros compuestos orgánicos constituyen una de las líneas fundamentales de investigación del INAM. Este trabajo se enmarca dentro de una colaboración con el grupo alemán de la Universidad de Bayreuth especializado en medidas ópticas.
Referencia bibliográfica:
Cheng Li, Antonio Guerrero, Sven Huettner y Juan Bisquert. “Unravelling the role of vacancies in lead halide perovskite through electrical switching of photoluminescence”. Nature Communications 9: 5113, 2018.
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