Los investigadores del Centro de Excelencia ARC en Ciencia Exciton han hecho un descubrimiento importante con implicaciones significativas para el futuro del diseño de materiales de células solares.

El equipo, dirigido por el profesor Timothy Schmidt en UNSW, ha estado buscando formas de capturar la energía de la luz visible que actualmente se desperdicia debido a las limitaciones del silicio, que solo puede acceder aproximadamente al 25% del espectro solar. Para ilustrar, el silicio por sí solo solo puede usar aproximadamente la mitad de la energía de la luz verde, que es el pico del espectro solar en términos de disponibilidad de energía.

Una de las formas de reducir este desperdicio es mediante el diseño de materiales que se pueden recubrir sobre silicio para capturar parte de la energía de la luz que el silicio no puede. Al incorporar la fisión del excitón singlete, un proceso que genera dos excitones a partir de un solo fotón, Se espera que la eficiencia de las células solares de silicio se pueda aumentar más allá del 30%.

La obra, publicado en Química de la naturaleza , examina el papel de un efímero (~ 8 mil millonésimas de segundo), complejo molecular excitado llamado excímero en la fisión del excitón singlete y revierte el pensamiento anterior al demostrar que estos materiales de fisión singlete deben evitar la formación de excímeros para alcanzar su máximo potencial en la mejora de la conversión de energía fotovoltaica.

El profesor Schmidt explica:"Mientras buscamos formas de reducir el costo de la recolección de energía solar, deberíamos diseñar materiales que eviten la formación de excímeros ".

"La fisión del excitón singlete tiene una enorme promesa de mejorar la eficiencia de las células solares, pero su dinámica es compleja y no se comprende bien. Al comparar el proceso de fisión cuando se ejecuta tanto hacia adelante como hacia atrás, Schmidt, et al. han realizado una prueba notablemente simple de teorías sobre el mecanismo de la fisión del excitón ", comenta el profesor Marc A. Baldo, miembro del Comité Asesor Científico Internacional del Centro y Director del Centro de Excitónica del MIT.

"Su resultado sugiere que lo que antes se había considerado como un intermedio en el proceso de fisión puede de hecho ser una fuente de pérdida. Con este entendimiento, Schmidt, et al. proponen una nueva dirección importante en nuestra búsqueda de materiales que permitan células solares de mayor eficiencia ".