• Universitat de València

• Juan Ferrera González

La fotovoltaica se ha convertido en la principal tecnología de energía renovable, aunque presenta una utilización espectral limitada. Las células solares aprovechan predominantemente el espectro visible, dejando potencial sin explotar en los rangos infrarrojo y ultravioleta. La solución a esta limitación reside en la tecnología de conversión ascendente, capaz de recolectar fotones de menor energía y transformarlos en luz visible. Las nanopartículas de conversión ascendente se han convertido en un componente fundamental, en particular las nanopartículas de conversión ascendente de lantánidos, capaces de realizar una emisión de conversión ascendente eficiente. Investigaciones recientes también han mostrado la integración de nanopartículas de conversión ascendente con perovskitas de haluro de plomo. Estas perovskitas son conocidas por sus excepcionales capacidades de captación de luz, gracias a su amplio espectro de absorción, altos coeficientes de absorción y elevada eficiencia de fotoconversión. Sin embargo, intentos anteriores de fusionar nanopartículas de conversión ascendente con perovskitas dieron como resultado una eficiencia de emisión sensibilizada subóptima debido a limitaciones en la transferencia de energía. Esto destacó la necesidad de materiales que pudieran mejorar tanto la eficiencia de la conversión de energía como la estabilidad de los dispositivos fotovoltaicos.

Investigadores de la Universitat de València han desarrollado un novedoso material híbrido que combina nanopartículas de perovskita de haluros inorgánicos (LHPNP) y nanopartículas de conversión ascendente (UCNP) dentro de nanoclusters de sal de plomo en forma de tubo. Este material híbrido exhibe notables propiedades de absorción y emisión, lo que da como resultado una emisión verde brillante bajo luz ultravioleta y una eficiencia de transferencia de energía significativamente mejorada desde nanopartículas de conversión ascendente a nanopartículas de perovskita. Además, este material híbrido permite la creación de películas con notable eficiencia de emisión sensibilizada, excelente morfología y estabilidad siguiendo los estándares internacionales (ISOS) para la estabilidad fotovoltaica orgánica.

La invención también abarca métodos de preparación del material híbrido y el uso de este material en la industria fotovoltaica. La disposición racional de nanopartículas dentro de nanoclusters mejora la eficiencia de las emisiones sensibilizadas a través de transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET), que conduce a una pérdida mínima de energía. Las películas creadas a partir de este material híbrido están estructuradas uniformemente sin grietas ni huecos y exhiben un rendimiento cuántico mejorado y una eficiencia de emisión sensibilizada. Esto confirma la transferencia de energía de resonancia (RET) entre las nanopartículas de conversión ascendente y las nanopartículas de perovskita, lo que da como resultado películas con una estabilidad óptica excepcional.

La invención es aplicable en dispositivos fotovoltaicos.

La invención tiene las siguientes ventajas:

• Propiedades superiores de absorción y emisión.
• Características ópticas mejoradas, lo que da como resultado una emisión verde vibrante cuando se expone a la luz ultravioleta y una mayor eficiencia en la transferencia de energía de UCNP a LHPNP.
• Notable eficiencia de emisión sensibilizada, sumada a una destacada morfología y estabilidad en películas híbridas, según protocolos ISOS, atribuibles al material híbrido.
• Muy adecuado para su uso en dispositivos fotovoltaicos debido a su mayor rendimiento de eficiencia y estabilidad mejorada.
• Rendimiento cuántico elevado y eficiencia de emisión sensibilizada mejorada de las nanopartículas de perovskita.
• Importante estabilidad óptica.

• Patente concedida