Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania ha desarrollado un nuevo método para fabricar dispositivos de perovskitalo cual es más eficiente tanto desde el punto de vista económico como en cuanto al tiempo requerido para realizar el trámite.
Gracias a él, en el futuro también será posible descubrir nuevos materiales relativamente más rápido.
Fabricación de la próxima generación de células solares fotovoltaicas
El secreto está en la sinterización por chispa de plasma. (A sinterizado es un proceso en el que los polvos con o sin preparación cristalina, una vez compactados, se someten a altas temperaturas, ligeramente inferiores a su punto de fusión).
Bautizada como EM-FAST, o, en lenguaje cotidiano, Plasma Spark Sintering, esta técnica consiste en aplicar una corriente eléctrica y presión a los polvos, con el fin de obtener nuevos materiales.
Independientemente de la materia prima utilizada, el rendimiento es siempre del 100 %, lo que contradice los resultados mucho más pobres obtenidos por el procesamiento de la solución, donde estaba alrededor del 20 al 30 %.
Con esta técnica, fue posible producir materiales de perovskita a una velocidad de 0,2 pulgadas por minuto, lo que contribuyó a la creación rápida de dispositivos grandes, que aún pudieron mantener un alto rendimiento en las pruebas de laboratorio realizadas por el equipo de investigación.
En palabras de Luyao Zheng, autor principal de este estudio, «Este método que desarrollamos nos permite crear fácilmente grandes muestras a granel en minutos, en lugar de tomar días o semanas con los métodos tradicionales».
La técnica EM-FAST en detalle
El acrónimo en inglés EM-FAST significa Electrical and Mechanical Field Assisted Sintering Technique, y como ya se mencionó fue la técnica utilizada para crear los dispositivos de perovskita en cuestión, que luego pueden ser utilizados en la fabricación de células solares fotovoltaicas.
La sinterización es muy utilizada, por ejemplo, para comprimir y transformar materiales en polvo en masas sólidas, mediante el uso de calor y presión.
El problema es que incluso con el uso de materiales perfectamente adaptados al procedimiento en cuestión, es ineficaz cuando se pretende crear grandes trozos de perovskita, sin contar que los disolventes utilizados suelen ser tóxicos.
«Nuestra técnica reúne lo mejor de ambos mundos: logramos propiedades similares a los monocristales y no tenemos que preocuparnos por las limitaciones de tamaño o cualquier contaminación o producción de materiales tóxicos». dice Bed Poudel, profesor de investigación en la Universidad Estatal de Pensilvania y coautor del estudio.
Al utilizar materiales secos, la técnica EM-FAST crea la posibilidad de incluir nuevas sustancias, personalizadas según las propiedades que se deseen obtener del resultado final.
De esta forma, tenemos una puerta abierta para el desarrollo de nuevos materiales, en particular termoeléctricos y solares.
Además, este proceso también permite la disposición de polvos en diferentes capas, lo que podría dar lugar a la posibilidad de crear dispositivos personalizados bajo demanda en el futuro.
«Aspirante a especialista en café. Solucionador de problemas. Fanático de los viajes. Creador. Apasionado aficionado a la televisión».
