Investigadores de la Universidad de Liverpool han hecho un descubrimiento que podría mejorar la conductividad de un tipo de revestimiento de vidrio que se utiliza en elementos como pantallas táctiles, celdas solares y ventanas energéticamente eficientes.

Se aplican recubrimientos al vidrio de estos artículos para hacerlos conductores de electricidad y, al mismo tiempo, permitir el paso de la luz. El dióxido de estaño dopado con flúor es uno de los materiales utilizados en los revestimientos de vidrio comerciales de bajo costo, ya que puede permitir el paso de la luz y conducir la carga eléctrica simultáneamente, pero resulta que el dióxido de estaño tiene un potencial aún sin explotar para mejorar el rendimiento.

En un artículo publicado en la revista Materiales funcionales avanzados , los físicos identifican el factor que ha estado limitando la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor, que deberían ser altamente conductores porque se espera que los átomos de flúor sustituidos en los sitios de la red de oxígeno den un electrón libre adicional para la conducción.

Los científicos informan, utilizando una combinación de datos experimentales y teóricos, que por cada dos átomos de flúor que dan un electrón libre adicional, otro ocupa una posición reticular normalmente desocupada en la estructura cristalina de dióxido de estaño.

Cada átomo de flúor denominado "intersticial" captura uno de los electrones libres y, por lo tanto, se carga negativamente. Esto reduce la densidad de electrones a la mitad y también da como resultado una mayor dispersión de los electrones libres restantes. Estos se combinan para limitar la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor en comparación con lo que sería posible de otro modo.

Estudiante de doctorado Jack Swallow, del Departamento de Física de la Universidad y el Instituto Stephenson de Energías Renovables, dijo:"Identificar el factor que ha estado limitando la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor es un descubrimiento importante y podría conducir a recubrimientos con una transparencia mejorada y una conductividad hasta cinco veces mayor, reduciendo costos y mejorando el rendimiento en una gran variedad de aplicaciones desde pantallas táctiles, LEDs, células fotovoltaicas y ventanas energéticamente eficientes ".

Los investigadores ahora tienen la intención de abordar el desafío de encontrar nuevos dopantes alternativos que eviten estos inconvenientes inherentes.

La investigación involucró a físicos de la Universidad y del Surrey Ion Beam Centre en colaboración con químicos computacionales del University College London y el fabricante mundial de vidrio. NSG Group y está financiado por una subvención del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas y el Centro de Formación Doctoral en Energía Fotovoltaica Nueva y Sostenible del EPSRC.