Las redes metaloorgánicas conductoras (RMO-c, o c-MOFs por sus siglas en inglés) representan una nueva clase de materiales híbridos que combinan la versatilidad de las RMO convencionales con propiedades eléctricas avanzadas. Las RMO tradicionales están compuestas por clústeres metálicos unidos mediante ligandos orgánicos, formando redes cristalinas altamente porosas. Sin embargo, su aplicación en dispositivos electrónicos ha sido limitada debido a su baja conductividad eléctrica.
Para superar esta limitación, los científicos han desarrollado RMO-c, las cuales incorporan elementos estructurales que facilitan el transporte eficiente de carga. Su capacidad para mejorar la conductividad, reducir pérdidas energéticas y optimizar la recolección de carga sugiere que estos materiales jugarán un papel clave en la próxima generación de células solares de alto rendimiento.
El diseño de RMO-c se basa en la selección de metales y ligandos adecuados que permitan la formación de caminos electrónicos eficientes dentro de la estructura porosa. Estos materiales presentan conductividad intrínseca debido a la superposición de orbitales π-conjugados de los ligandos con los centros metálicos, o bien mediante la incorporación de especies dopantes que introducen portadores de carga. Gracias a estas propiedades, los RMO-c se han convertido en candidatos prometedores para su uso en células solares, transistores, sensores y dispositivos de almacenamiento de energía.
En una investigación liderada por la Latha Marasamy en la Universidad Autónoma de Querétaro (México), los RMO-c han sido utilizados como capas de transporte de huecos en células solares de perovskita de calcogenuro SrZrS3. La implementación de estos materiales ha permitido optimizar el rendimiento de los dispositivos fotovoltaicos, mejorando la eficiencia de conversión de energía mediante la reducción de recombinación de cargas, el incremento en la conductividad eléctrica y la mejora en las propiedades interfaciales del dispositivo.
Uno de los RMC-c estudiados, basado en cobre, mostró una eficiencia de conversión de potencia de 30,6 %, valor excepcional para este tipo de tecnologías. Los resultados revelan que los RMC-c no solo ofrecen una alta movilidad de portadores, sino que también contribuyen a una mejor estabilidad térmica y química en las células solares, aspectos fundamentales para su implementación comercial.
Fuente: Evangeline Linda et al, Emerging class of SrZrS3 chalcogenide perovskite solar cells: Conductive MOFs as HTLs – A game changer?, Solar Energy Materials and Solar Cells (2024). DOI: 10.1016/j.solmat.2024.113204
