Los objetivos de investigación del grupo de Materiales nanoestructurados para energía fotovoltaica se centran en la síntesis de nuevos nanomateriales y el control de sus propiedades optoelectrónicas mediante su manipulación a escala molecular, con el objetivo de desarrollar células solares de perovskita de alta estabilidad y alta eficiencia. En concreto, nuestra contribución se enmarca en el ámbito de los óxidos metálicos procesables en solución (clásicos y complejos), las perovskitas de haluro (sin Pb, 2D y 3D) y, más recientemente, los materiales 2D y los MXenes. Nuestro objetivo es el desarrollo de células solares de alta estabilidad para aplicaciones industriales (p. ej., fotovoltaica integrada en edificios) y de dispositivos novedosos autoalimentados basados en fotovoltaica para aplicaciones de Internet de las cosas (IoT) (p. ej., sensores, dispositivos vestibles, electrónica impresa). El grupo, con más de 15 años de experiencia en el campo, goza de reconocimiento internacional por su implicación en la mejora de la estabilidad operacional de las tecnologías fotovoltaicas emergentes y el desarrollo de los protocolos ISOS.

Líneas de investigación fundamental: Varias de nuestras líneas de estudio están relacionadas con una investigación fundamental y altamente innovadora, dentro de niveles de madurez tecnológica (TRLs) inferiores a 2. Nuestro objetivo es la síntesis de materiales como absorbentes, capas de transporte e interfaces en células solares. Esta línea incluye la síntesis de nuevos materiales, como perovskitas de haluro sin Pb, materiales 2D y perovskitas de haluro, así como nuevas antiperovskitas. Más recientemente, hemos iniciado el desarrollo de nuevos MXenes y materiales 2D. Uno de los objetivos de esta investigación es la manipulación de las propiedades de los materiales para mejorar la estabilidad de las células solares y la comprensión de los mecanismos que permiten dicha estabilidad. Nos centramos en el estudio y la pasivación de defectos puntuales de materiales e interfaces.

Otro objetivo principal del grupo es la síntesis de materiales nanoestructurados, especialmente los que implican óxidos de metales de transición (TMOs), mediante la aplicación de métodos de procesado en solución de bajo coste. Estos materiales tienen numerosas aplicaciones posibles como materiales activos principales o capas barrera, pero también como materiales para la gestión externa de la luz. El uso de métodos de síntesis a baja temperatura (sol-gel, hidrotermal, SILAR, entre muchos otros) permite ajustar y controlar las propiedades del dispositivo final. En nuestro grupo, estos óxidos se están aplicando como materiales nanoestructurados (nanorods, nanowires, nanotrees, core-shell, etc.) y como películas delgadas densas en diversas células solares de nueva generación, ofreciendo un excelente rendimiento en términos de eficiencia y vida útil. En la actualidad, estamos funcionalizando estas superficies de óxido mediante el anclaje de monocapas autoensambladas con grupos de anclaje seleccionados para interactuar simultáneamente con el óxido y el material activo de captación de luz.

Líneas de investigación aplicada: Nuestras líneas de investigación aplicada están dedicadas al desarrollo de dispositivos novedosos e innovadores cuyos niveles de madurez tecnológica (TRLs) pueden llegar hasta 7. Estamos trabajando en células solares de perovskita de alta eficiencia y en nuevos dispositivos de electrónica impresa, lo que podría permitir al grupo colaborar con la industria y obtener derechos de propiedad intelectual. Asimismo, colaboramos con laboratorios de primer nivel en el desarrollo de protocolos y estándares que podrían contribuir a que la tecnología de las células solares de perovskita alcance el mercado.

El grupo trabaja también en el desarrollo de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos autoalimentados, así como de dispositivos flexibles y transparentes para aplicaciones de tecnologías de la información y la comunicación (TIC) y electrónica.