El desarrollo de materiales adecuados para su uso en dispositivos optoelectrónicos es actualmente un área de investigación muy activa. La búsqueda de materiales para su uso en elementos de conversión fotoeléctrica debe realizarse en paralelo con el desarrollo del proceso de formación de película óptimo para cada material. y esto puede llevar algunos años para un solo material. Hasta ahora ha habido una compensación, equilibrar las propiedades electrónicas y la morfología del material. Investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un proceso de dos pasos que puede producir materiales con buenas propiedades morfológicas además de un excelente rendimiento de fotoresistores. Sus hallazgos fueron publicados en el Revista de letras de química física .

Sulfuro de bismuto, Bi ₂ S ₃ , pertenece a una clase de materiales conocidos como calcogenuros metálicos, que muestran una gran promesa debido a sus propiedades ópticas y electrónicas. Sin embargo, el desempeño de Bi ₂ S ₃ -los dispositivos fotosensibles dependen del método utilizado para procesar la película, y muchos de los enfoques descritos se ven obstaculizados por la baja cristalinidad de la película. Incluso cuando se alcanza una alta cristalinidad, la naturaleza de los granos puede tener un efecto negativo en el rendimiento, por lo tanto, son deseables películas con baja rugosidad superficial y gran tamaño de grano.

"Buscamos en más de 200 materiales utilizando un método de cribado de ultra alta velocidad que puede evaluar el rendimiento, incluso cuando solo se dispone de muestras en polvo, ", dice el autor correspondiente del estudio, Akinori Saeki." Encontramos que el sulfuro de bismuto, que es económico y menos tóxico que los materiales de células solares inorgánicas convencionales, se puede procesar de una manera que no comprometa sus excelentes propiedades fotoeléctricas ".

La técnica utilizada produce una película en dos capas en dos pasos de tratamiento; Recubrimiento por centrifugación en solución seguido de cristalización. El rendimiento de la foto-respuesta de la película resultante mostró mejoras de 6 a 100 veces en comparación con las de las películas preparadas utilizando otros métodos de procesamiento. Debido a la naturaleza abundante y no tóxica del bismuto y el azufre, Se espera que los hallazgos influyan en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos comerciales, incluidas las células solares.

"Demostramos una técnica de procesamiento fácil que no compromete el rendimiento del material, "Creemos que los semiconductores basados ​​en bismuto procesables en solución son alternativas viables a las células solares inorgánicas disponibles comercialmente", dice el autor principal Ryosuke Nishikubo. El hecho de que no sean tóxicos también los distingue de otros materiales optoelectrónicos alternativos, como las perovskitas de haluro de plomo ".

Procesar materiales para aplicaciones de dispositivos sin comprometer sus propiedades electrónicas es importante para hacer que los materiales sean comercialmente relevantes. El proceso informado se ha utilizado para preparar con éxito otros semiconductores de sulfuro metálico como el sulfuro de plomo, demostrando la versatilidad del enfoque.