El equipo de investigación del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido ha publicado recientemente un artículo de portada en Nature Nanotechnology, revelando, a través de una colaboración internacional, el impacto clave de los dominios nanométricos dinámicos en el rendimiento de las celdas solares de perovskita de haluro de plomo. Este descubrimiento innovador proporciona una base teórica importante para el desarrollo de materiales fotovoltaicos de nueva generación eficientes y estables. Modelo de dispersión de rayos X fenomenológico que revela tres dominios nanométricos de octaedros inclinados localmente en MAPbBr3 cúbico.

El estudio fue liderado conjuntamente por Milos Dubajic y el profesor Sam Stranks del Grupo de Espectroscopía de Materiales y Dispositivos Fotovoltaicos de CEB, en colaboración con instituciones internacionales como el Imperial College London, la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sídney y la Universidad Estatal de Colorado, utilizando técnicas de caracterización avanzadas en instalaciones de sincrotrón en Australia, el Reino Unido y Alemania. El equipo elucidó por primera vez de manera sistemática el mecanismo de formación de estructuras dinámicas a nanoescala en materiales de perovskita y sus leyes de influencia en el proceso de conversión fotoeléctrica.

“Descubrimos que las características dinámicas de estos dominios nanométricos afectan directamente la eficiencia de excitación y transporte de electrones”, indicó Dubajic. Mediante la regulación precisa de estas microestructuras, los investigadores optimizaron con éxito la separación y transporte de cargas en los materiales. Los datos experimentales muestran que las películas delgadas de perovskita diseñadas basadas en este descubrimiento poseen una eficiencia de conversión fotoeléctrica superior y mayor estabilidad ambiental.

El profesor Stranks señaló: “Esta investigación fundamental acelerará significativamente el proceso de industrialización de la tecnología solar de perovskita. Comprender la relación estructura-rendimiento a nanoescala nos permite desarrollar soluciones de energía renovable más competitivas comercialmente”. El equipo de investigación ya ha iniciado la aplicación de estos resultados al desarrollo de nuevos dispositivos fotovoltaicos.