Descripción del proyecto
EN LOS ULTIMOS AÑOS HEMOS SIDO TESTIGOS DE UN AVANCE INESPERADO EN EL CAMPO DE LOS MATERIALES FOTOVOLTAICOS GRACIAS A LA FABRICACION DE LAS CELULAS SOLARES DE ALTA EFICIENCIA QUE USAN COMO ABSORBENTES PEROVSKITAS HIBRIDAS DE PLOMO Y HALOGENO, AUNQUE DICHAS PEROVSKITAS MUESTRAN UN EXCELENTE RENDIMIENTO FOTOVOLTAICO, ESTAS CELULAS SOLARES PRESENTAN VARIOS INCONVENIENTES, TALES COMO LA TOXICIDAD DEL PLOMO Y LA SENSIBILIDAD TERMICA Y QUIMICA DE LAS PEROVSKITAS HALOGENADAS, EN CONSECUENCIA, LA BUSQUEDA DE NUEVOS MATERIALES FOTOVOLTAICOS, CON UN RENDIMIENTO ELEVADO, ESTABLES, BARATOS Y SEGUROS PARA EL MEDIO AMBIENTE SIGUE SIENDO UN DESAFIO, EN ESTE PROYECTO VAMOS A EXPLORAR EL USO MATERIALES FOTOVOLTAICOS EMERGENTES QUE SUBSTITUYAN A LAS PEROVSKITAS HALOGENADAS COMO MATERIAL ACTIVO DE CELDAS SOLARES, DICHAS CELDAS SOLARES CONSTITUIRAN LA CELDA SUPERIOR DE CELDAS TIPO TANDEM, A DESARROLLAR EN EL PROYECTO COORDINADO, QUE LLEVARAN CALCOGENUROS O SI-HITS COMO CELDAS INFERIORES, PARA ELLO NOS CENTRAREMOS EN TRES TIPOS DE COMPUESTOS CUIDADOSAMENTE SELECCIONADOS: I) DISEÑAREMOS NUEVOS MATERIALES FOTOVOLTAICOS DERIVADOS DE LA ESTRUCTURA PEROVSKITA MEDIANTE MODIFICACIONES COMPOSICIONALES, ESTRUCTURALES Y MICROESTRUCTURALES DEL RECIENTEMENTE ESTUDIADO TRIYODURO DE PLOMO Y METILAMONIO (MA)PBI2, EN ESTE CONTEXTO, SELECCIONAREMOS DIFERENTES LIGANDOS Y CATIONES ORGANICOS, CON EL FIN DE AUMENTAR LA ESTABILIDAD DE LOS MATERIALES Y FACILITAR LA FORMACION DE PELICULAS, Y PRESTAREMOS ESPECIAL ATENCION A LA SUBSTITUCION DE PLOMO POR METALES NO TOXICOS, II) TAMBIEN VAMOS A BUSCAR NUEVOS MATERIALES FOTOVOLTAICOS ENTRE LOS MATERIALES FERROELECTRICOS (FE) (LOS DENOMINADOS FOTOFERROELECTRICOS), NUESTRA ESTRATEGIA ES SELECCIONAR DE ENTRE LOS FE (MATERIALES TIPICAMENTE AISLANTES) AQUELLOS CON BAND GAPS FACILMENTE TUNEABLES, BASANDONOS EN LOS RECIENTES HALLAZGOS DE VARIOS FE QUE PRESENTAN BAND GAPS ADECUADOS PARA SUBSTITUIR A LAS PEROVSKITAS HALOGENADAS, UNA VENTAJA ADICIONAL DE ESTOS MATERIALES FE ES QUE LA PRESENCIA DE DIPOLOS ELECTRICOS FAVORECE LA SEPARACION DE LOS PARES ELECTRONES FOTOEXCITADOS / HUECOS Y REDUCE LA RECOMBINACION DE LOS MISMOS, SELECCIONAREMOS Y PREPARAREMOS FUNDAMENTALMENTE OXIDOS MIXTOS QUE CUMPLAN ESTAS CONDICIONES, III) EXPLORAREMOS HIBRIDOS TIPO METAL-ORGANIC FRAMEWORKS (MOF), UNA FAMILIA DE MATERIALES MUY VERSATILES, GRACIAS A LA POSIBILIDAD QUE OFRECEN DE REALIZAR MULTIPLES COMBINACIONES DE COMPONENTES INORGANICOS Y ORGANICOS, SELECCIONAREMOS MOFS ADECUADOS PARA SER UTILIZADOS COMO ABSORBENTES DE FOTONES BASANDONOS EN LAS PREDICCIONES DE CALCULOS DFT DE SUS BAND GAPS OPTICOS, APROVECHANDO LA VERSATILIDAD DE LOS MOF, ELEGIREMOS COMPONENTES QUIMICAMENTE ESTABLES, NO TOXICOS Y SEGUROS PARA EL MEDIO AMBIENTE, Y OPTIMIZAREMOS LOS METODOS DE SINTESIS PARA UTILIZAR CONDICIONES SUAVES, FINALMENTE, VAMOS A SELECCIONAR EN LOS TRES GRUPOS LOS MATERIALES Y LOS METODOS DE FORMACION DE PELICULAS MAS ECONOMICOS, ASI COMO LOS MATERIALES QUIMICAMENTE MAS ESTABLES Y MENOS TOXICOS, PARA DETERMINAR EL EXITO DE CADA UNA DE LAS TRES ESTRATEGIAS, EVALUAREMOS LA EFICIENCIA DE LOS MATERIALES SELECCIONADOS EN CADA CASO, Y ESTUDIAREMOS LA COMPATIBILIDAD CON TECNOLOGIAS FOTOVOLTAICAS DE CAPA FINA Y SI-HITS PARA SU INTEGRACION EN CELDAS SOLARES TANDEM DE MUY ALTA EFICIENCIA, PEROVSKITAS\ÓXIDOS MIXTOS\METAL-ORGANIC FRAMEWORKS\FOTOFERROELÉCTRICOS\CELDAS SOLARES TÁNDEM