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Impresión 3D de baterías solares, ¿están más cerca que nunca?

Publicado el abril 6, 2022 por Alicia M.
baterías solares 3D

El Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) han llevado a cabo un nuevo descubrimiento. En esta ocasión, un equipo de científicos se interesó por la llamada perovskita, un mineral considerado originalmente como un cristal, que está compuesto de calcio, titanio y oxígeno, pero que ahora se refiere a otros componentes metálicos con una estructura cristalina idéntica. Desde hace varios años, la perovskita es muy conocida por su capacidad para convertir la luz solar en energía eléctrica. Ahora, los investigadores del ORNL han desarrollado nuevas formas de crear piezas a partir de este material mediante fabricación aditiva. En concreto, están estudiando cómo combinar la impresión 3D y la perovskita para trabajar en una nueva generación de baterías solares.

Gracias a sus diferentes métodos de producción, el equipo detrás de este estudio cree que podrían fabricar dispositivos fotovoltaicos más eficientes y robustos, ayudando a liderar el camino hacia fuentes de energía más limpias y fiables. Esta es una consideración realmente importante, ya que supone una la amenaza para el calentamiento global, que es cada vez más evidente en todo el mundo. Olga Ovchinnikova, coautora del estudio, habla de las ventajas de utilizar la fabricación aditiva con estos materiales, afirmando: “Podemos utilizar la impresión 3D para crear todo tipo de tecnología vestible y democratizar realmente el uso de las células solares de perovskita. Podríamos ponerlas en cualquier sitio”. Según Olga Ovchinnikova, en el futuro podríamos ver que las tecnologías 3D desempeñen un papel importante en este campo.

Créditos: Oak Ridge National Laboratory

¿Por qué usar la perovskita?

Aunque la impresión 3D se lleva utilizando desde hace años en el ORNL, la pregunta sigue siendo ¿por qué combinar fabricación aditiva y perovskita? Como hemos mencionado, una de las principales razones por las que los investigadores están estudiando este material es por su eficiencia de conversión. En la actualidad, las células solares estándar basadas en silicio multicristalino han alcanzado una eficiencia de conversión máxima de alrededor del 23%, y parece que la perovskita podrían superarla. Aunque los investigadores no mencionan cuál podría ser la tasa de conversión, los estudios han demostrado que el material tiene potencial para ofrecer “reservas no explotadas de energía generada a partir de la luz”.

Además, la perovskita también es un material interesante para los investigadores por su ligereza, flexibilidad y bajo precio. Gracias a estas características, se pueden fabricar películas delgadas que cubren cualquier tipo de superficie. En este caso, es obvio que la fabricación aditiva ofrece grandes beneficios, especialmente gracias a su capacidad para fabricar piezas con geometrías complejas.

Sin embargo, en la actualidad existen algunas limitaciones que no permiten la plena democratización de la perovskita. En comparación con el silicio, este mineral se degrada mucho más rápido, lo que lo hace menos duradero. Y éste es ahora el reto que superar por los científicos del ORNL. Ovchinnikova concluye: “Ahora que comprendemos mejor parte de la física fundamental, estamos estudiando cómo diseñar y mejorar los materiales para potenciar sus efectos fotovoltaicos”. Puedes leer más en el comunicado de prensa AQUÍ o en el artículo «Ferroic Halide Perovskite Optoelectronics” AQUÍ.

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