Investigadores del ICMol desarrollan una técnica rápida y sin disolventes para fabricar materiales semiconductores
Investigadores del grupo Molecular Opto-Electronic Devices (MOED) del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València han contribuido al desarrollo de una nueva técnica para fabricar películas delgadas de materiales semiconductores de perovskita. El estudio, cuyo primer autor es el investigador del ICMol Lennart van den Hengel, presenta un método de evaporación rápida asistida por un flujo de gas que permite depositar estos materiales sin utilizar disolventes y a velocidades superiores a un micrómetro por minuto. Los investigadores han utilizado los semiconductores de perovskita para fabricar dispositivos fotovoltaicos de película delgada. La investigación cuenta con la participación de miembros del grupo MOED, liderado por el profesor Henk J. Bolink, y forma parte del proyecto PERTE Chip, una iniciativa estratégica del Gobierno de España enmarcada en el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia y financiada con fondos europeos Next Generation EU. Los resultados se han publicado en ACS Energy Letters, una revista científica internacional de referencia en investigación energética.
Las perovskitas han despertado un gran interés en la investigación sobre energía solar por su capacidad para absorber la luz y convertirla en electricidad. Estos materiales se encuentran entre los candidatos más prometedores para el desarrollo de nuevas generaciones de tecnologías fotovoltaicas. Sin embargo, uno de los principales desafíos para avanzar en su aplicación es desarrollar métodos de fabricación capaces de producir películas de perovskitas de alta calidad de forma rápida, con un control preciso y una buena reproducibilidad.
Para abordar este desafío, el equipo investigador ha desarrollado una técnica denominada Gas-FE (Gas Flow Assisted Flash Evaporation), que combina la evaporación rápida de los componentes de la perovskita desde una única fuente con un flujo de gas que facilita su deposición sobre una superficie.
Una nueva estrategia para acelerar la fabricación
Una de las dificultades asociadas a los métodos convencionales de evaporación es controlar la deposición de materiales formados por diferentes componentes, especialmente cuando estos presentan distintas presiones de vapor. Esto puede dificultar la obtención de películas con la composición y las propiedades deseadas.
La técnica Gas-FE aborda este desafío mediante un procedimiento que permite depositar composiciones complejas de perovskitas utilizando una única fuente de evaporación, sin necesidad de emplear disolventes.
Los investigadores han conseguido velocidades de deposición superiores a un micrómetro por minuto, un resultado relevante que alcanza velocidades de fabricación del orden de las requeridas para explorar aplicaciones industriales de estos materiales.
Además, el uso de una única fuente de evaporación ofrece una alternativa a determinados procesos convencionales que requieren controlar simultáneamente varias fuentes de material, lo que simplifica considerablemente el procedimiento de deposición.
De los materiales a las células solares
Para investigar la posible aplicación de esta técnica en dispositivos fotovoltaicos, el equipo fabricó una célula solar experimental mediante procesos de deposición al vacío.
El dispositivo alcanzó una eficiencia de conversión energética del 9,6 %, lo que demuestra, como prueba de concepto, que las películas de perovskita obtenidas mediante Gas-FE pueden integrarse en una célula solar funcional.
Estos resultados proporcionan una base para continuar investigando cómo mejorar el rendimiento de los dispositivos y evaluar las posibilidades de aplicar la técnica en procesos de fabricación a mayor escala.
Investigación del ICMol en nuevas tecnologías energéticas
El estudio tiene como primer autor a Lennart van den Hengel, investigador del grupo Molecular Opto-Electronic Devices (MOED) del ICMol.
Otros investigadores del ICMol que participan en la publicación son Vladimir Held, Ana Puchades Ortiz y Cristina Roldán-Carmona, junto con el profesor Henk J. Bolink, responsable del grupo MOED.
El artículo también cuenta con la participación de Nathan Rodkey, antiguo integrante del grupo MOED, y Tom Baines, de la empresa colaboradora Oxford PV, lo que refleja la colaboración entre investigadores de diferentes instituciones y el sector industrial fotovoltaico.
El grupo MOED está especializado en el desarrollo de materiales y dispositivos optoelectrónicos, incluyendo técnicas de deposición al vacío para aplicaciones energéticas. Su investigación busca mejorar los procesos de fabricación de materiales funcionales y explorar su integración en tecnologías emergentes.
Este nuevo estudio contribuye a los esfuerzos de investigación destinados a desarrollar métodos de fabricación más eficientes para materiales fotovoltaicos. La técnica representa un avance en la investigación de procedimientos para producir células solares basadas en perovskitas a mayor escala.
Referencia científica
Artículo: Fast, Hybrid Perovskite Deposition via Gas Flow Assisted Single Source Flash Evaporation
Autores: Lennart van den Hengel, Nathan Rodkey, Vladimir Held, Ana Puchades Ortiz, Cristina Roldán-Carmona, Tom Baines y Henk J. Bolink.
Revista: ACS Energy Letters (2026)
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