• Universitat de València

• Pablo Pérez Boix

Actualment existeix una creixent necessitat de generació d'energies a partir d'energies renovables i de reduir la dependència vinculada amb l'ús de combustibles fòssils per a pal·liar així els greus efectes del canvi climàtic. L'alternativa més prometedora és l'ús de l'energia solar fotovoltaica, pel seu gran potencial i el seu baix cost d'obtenció. Per a la seua àmplia implementació és indispensable el desenvolupament de tecnologies com a cèl·lules fotovoltaiques capaces de transformar de manera eficient l'energia en forma de radiació electromagnètica en energia elèctrica. A més, l'ús de materials semiconductors resulta de gran interés per la seua fàcil implementació en processos de manufacturació industrials. En l'última dècada, els semiconductors de perovskites d'halurs metàl·lics han suscitat un creixent interés per les seues destacables propietats optoelectròniques. No obstant això, estan limitats en el que concerneix el rendiment quàntic de fotolumiscència (PLQY). Una solució a això han sigut les perovskitas en forma de nanocristalls, amb la intenció de no sols potenciar el PLQY sinó d'oferir propietats òptiques més eficients. D'aquesta manera, és possible controlar de manera precisa l'emissió de llum pel dispositiu simplement combinant adequadament nanocristalls de perovskites de diferent composició i/o grandàries.

El mètode més convencional per a la síntesi d'aquests nanocristalls (NCs) es basa en processos d'injecció en calenta dels precursors. No obstant això, aquest mètode requereix diversos passos, llargs temps de preparació i de purificació. Una vegada sintetitzades s'obtenen dissolucions col·loidals que cal depositar per a la formació de capes. A més, una de les limitacions principals d'aquestes dissolucions es deu a la inestabilitat perquè poden agregar-se i precipitar canviant les seues propietats òptiques, la qual cosa deriva en una ràpida degradació quan s'exposen a humitat, llum i temperatura en condicions normals de laboratori. Per tant, és necessari el desenvolupament de mètodes alternatius per a la preparació d'aquestes capes d'NCs.

Personal investigador de la Universitat de València, ha desenvolupat un mètode de síntesi in situ de nanocristalls de perovskites a l'interior d'una matriu una vegada depositada per spincoating, així com altres mètodes de deposició o impressió estàndard (Slot-die coating, inkjet printing). La síntesi d'aquests NCs ocorre de manera espontània a temperatura ambient i en un sol pas, a més de no requerir cap mena de curat tèrmic, ultraviolat o infraroig. Una vegada depositat el nanocomposit, la capa resultant mostra excel·lents propietats d'emissió de llum (fotoluminiscència) amb rendiments quàntics pròxims al 100% i excel·lents propietats mecàniques.

La invenció podria tindre un alt nombre d'aplicacions, sent la seua principal utilitat en camp de l'optoelèctrica i la fotovoltaica, encara que la seua propietat de variar l'emissió en exposar aquests materials a diferents gasos fa també possible el seu ús en el camp dels materials per a sensat.

El sistema proposat presenta uns avantatges clars respecte als sistemes existents:

• Sense curat: Cristal·lització espontània de les nanopartícules de perovskita de forma in situ sense necessitat de curat tèrmic, ultraviolat o infraroig. Això possibilita la deposició sobre qualsevol tipus de substrat, rígids, semirígids, flexibles; així com substrats plàstics naturals (cel·lulosa).
• Facilitat d'escalat: Dissolució o tinta amb disposició humida i a temperatura ambient amb gran varietat d'adaptació de la formulació per a adaptar-se a diferents tècniques d'impressió.
• Excel·lents propietats òptiques: Rendiments quàntics de fotoluminiscència pròxims al 100% amb elevada reproducibilitat.
• Reducció de costos: reducció del cost de la tecnologia per a la generació de capes precursores en dispositius fotovoltaics i optoelectrònics amb unes excel·lents propietats òptiques.

• Patent sol·licitada