• Universitat de València

• Pablo Pérez Boix

Actualmente existe una creciente necesidad de generación de energías a partir de energías renovables y de reducir la dependencia vinculada con el uso de combustibles fósiles para paliar así los graves efectos del cambio climático. La alternativa más prometedora es el uso de la energía solar fotovoltaica, por su gran potencial y su bajo coste de obtención. Para su amplia implementación es indispensable el desarrollo de tecnologías como células fotovoltaicas capaces de transformar de forma eficiente la energía en forma de radiación electromagnética en energía eléctrica. Además, el uso de materiales semiconductores resulta de gran interés por su fácil implementación en procesos de manufacturación industriales. En la última década, los semiconductores de perovskitas de haluros metálicos han suscitado un creciente interés por sus destacables propiedades optoelectrónicas. Sin embargo, están limitados en lo que concierne al rendimiento cuántico de fotolumiscencia (PLQY). Una solución a esto han sido las perovskitas en forma de nanocristales, con la intención de no solo potenciar el PLQY sino de ofrecer propiedades ópticas más eficientes. De esta manera, es posible controlar de manera precisa la emisión de luz por el dispositivo simplemente combinando adecuadamente nanocristales de perovskitas de distinta composición y/o tamaños.

El método más convencional para la síntesis de estos nanocristales (NCs) se basa en procesos de inyección en caliente de los precursores. Sin embargo, este método requiere varios pasos, largos tiempos de preparación y de purificación. Una vez sintetizadas se obtienen disoluciones coloidales que hay que depositar para la formación de capas. Además, una de las limitaciones principales de estas disoluciones se debe a la inestabilidad puesto que pueden agregarse y precipitar cambiando sus propiedades ópticas, lo que deriva en una rápida degradación cuando se exponen a humedad, luz y temperatura en condiciones normales de laboratorio. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de métodos alternativos para la preparación de estas capas de NCs.

Personal investigador de la Universitat de València, ha desarrollado un método de síntesis in situ de nanocristales de perovskitas en el interior de una matriz una vez depositada por spincoating, así como otros métodos de deposición o impresión estándar (Slot-die coating, inkjet printing). La síntesis de estos NCs ocurre de forma espontánea a temperatura ambiente y en un solo paso, además de no requerir ningún tipo de curado térmico, ultravioleta o infrarrojo. Una vez depositado el nanocomposite, la capa resultante muestra excelentes propiedades de emisión de luz (fotoluminiscencia) con rendimientos cuánticos cercanos al 100% y sobresalientes propiedades mecánicas.

La invención podría tener un alto número de aplicaciones, siendo su principal utilidad en campo de la optoeléctrica y la fotovoltaica, aunque su propiedad de variar la emisión al exponer estos materiales a diferentes gases hace también posible su uso en el campo de los materiales para sensado.

El sistema propuesto presenta unas ventajas claras respecto a los sistemas existentes:

• Sin curado: Cristalización espontánea de las nanopartículas de perovskita de forma in situ sin necesidad de curado térmico, ultravioleta o infrarrojo. Esto posibilita la deposición sobre cualquier tipo de sustrato, rígidos, semirrígidos, flexibles; así como sustratos plásticos naturales (celulosa).
• Facilidad de escalado: Disolución o tinta con disposición húmeda y a temperatura ambiente con gran variedad de adaptación de la formulación para adaptarse a diferentes técnicas de impresión.
• Excelentes propiedades ópticas: Rendimientos cuánticos de fotoluminiscencia cercanos al 100% con elevada reproducibilidad.
• Reducción de costes: reducción del coste de la tecnología para la generación de capas precursoras en dispositivos fotovoltaicos y optoelectrónicos con unas excelentes propiedades ópticas.

• Patente solicitada