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Avance en células solares de perovskita subacuáticas

Ars Technica •
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En un episodio de la caricatura Birdman de Hanna-Barbera, el héroe epónimo lucha por combatir al malvado Dr. Shark a bordo de un submarino sin energía solar para recargar sus poderes. Así que Birdman seguramente apreciaría las nuevas células solares de perovskita desarrolladas por un equipo liderado por Simin Ma en la Universidad de Yunnan, ya que están diseñadas para funcionar bajo el agua. Las células solares hechas de perovskitas en lugar de silicio son siempre una historia de compensaciones. Se pueden fabricar de forma económica, pueden adoptar formas interesantes (como películas delgadas, flexibles y transparentes) y pueden convertir sustancialmente más de la energía solar entrante en electricidad. La dificultad es que tienden a degradarse bastante rápido.

La humedad es particularmente destructiva para las perovskitas, lo que las convierte en una elección aparentemente extraña para un panel solar subacuático. Pero estos materiales tienen otro superpoder crítico: se pueden sintonizar para funcionar con diferentes longitudes de onda de luz. El agua bloquea rápidamente las longitudes de onda de luz que absorben los paneles solares de silicio, pero una célula de perovskita cuidadosamente diseñada aún podría generar electricidad en el profundo mar azul. Y, de hecho, los niveles de luz más bajos y las temperaturas más frías deberían ayudarla a vivir más tiempo. Sintonizar las perovskitas solo requiere ajustar parte de su química durante la producción, por lo que obtener algo que absorba las longitudes de onda presentes a unos metros de profundidad no fue un desafío.

La verdadera tarea era hacer que las células fueran duraderas. El equipo encontró un aditivo particularmente eficaz (clorhidrato de polihexametilenguanidina) que ayudó de varias maneras. Por un lado, construyó una capa repelente al agua alrededor del material. Pero parte del compuesto también se involucra con la red cristalina de perovskita, ayudando a formar cristales más grandes y evitando que los iones se muevan dentro de la estructura de la red. El aditivo limita algunas de las formas comunes en que las perovskitas se degradan, al tiempo que mejora la producción de electricidad de la célula solar.