Un experimento de microondas simple y rápido con el elemento químico común fósforo en la Universidad de Flinders ha abierto la perspectiva de células solares superdelgadas más asequibles y efectivas.

En un mundo que necesita algo más barato soluciones energéticas sostenibles, Los investigadores de nanotecnología de la Universidad de Flinders fabricaron escamas de fosforeno de solo unos pocos átomos de espesor. El fosforeno es una forma bidimensional de fósforo, lo que no solo podría aumentar la capacidad energética de las populares células solares sensibilizadas por colorante (DSSC), sino también eliminar potencialmente la necesidad del costoso componente platino.

Láminas y copos de este fósforo de pocas capas, solo unas mil millonésimas de metro de espesor, podría mejorar la eficiencia de ciertos tipos de células fotovoltaicas, afirma el equipo de investigación dirigido por el profesor Joseph Shapter.

Las células solares basadas en nanotubos de carbono y silicio son prometedoras como una alternativa más barata y fácil de fabricar a las células de silicio cristalino. Sin embargo, un desafío con estas nuevas células solares es aumentar la eficiencia que convierten la luz solar en electricidad.

Un enfoque es incluir una capa de nanoflakes ultrafinos de fosforeno en la célula solar que tiene todas las propiedades adecuadas para que sea adecuada para aumentar la eficiencia de la célula solar. El método de microondas para producir fosforeno, desarrollado en la Universidad de Flinders, implica sumergir fósforo en un líquido especial y exponerlo a microondas durante solo 10 minutos, en contraste con los protocolos anteriores que tomaban 15 horas.

Los resultados de los experimentos de microondas para producir fosforeno, y su aplicación potencial en la industria solar, se han publicado en las principales revistas de química internacionales. Angewandte Chemie , Materiales funcionales avanzados y Pequeños métodos .

En el primer estudio, el equipo australiano usó fosforeno, para fabricar DSSC. Las celdas tenían una eficiencia fotovoltaica superior del 8,31%, que supera a las costosas celdas basadas en platino.

DSSC es un campo emergente de película delgada, células solares semiflexibles y semitransparentes que son sencillas de fabricar pero limitadas por componentes bastante costosos como el platino y el rutenio.

En el segundo estudio, el equipo volvió a utilizar el método de microondas rápido y eficiente para fabricar escamas de fosforeno de alta calidad y luego las agregó a las células solares de silicio y nanotubos de carbono para mostrar una mejora significativa en la conversión de energía de las células.

"Con estos primeros resultados prometedores, Los estudios adicionales con la técnica de microondas y otros disolventes ayudarán a mejorar la estabilidad y durabilidad del fosfereno y nos permitirán buscar formas de producir mayores cantidades de fosforeno para posibles aplicaciones comerciales. dice el coautor, el Dr. Christopher Gibson, del Flinders College of Science and Engineering.

Líderes de proyecto Profesor Shapter, Dr. Gibson, El Dr. Munkhbayar Batmunkh y la Sra. Munkhjargal Bat-Erdene forman parte de un equipo de investigadores del Instituto Flinders de Ciencia y Tecnología a Nanoescala que buscan mejorar la eficiencia de las células solares, que también incluye un material más sostenible llamado perovskita.