Los científicos japoneses han encontrado una nueva forma de detectar la eficiencia de los semiconductores de cristal. Por primera vez, el equipo utilizó un tipo específico de espectroscopia de fotoluminiscencia, una forma de detectar la luz, para caracterizar los semiconductores. La energía luminosa emitida se utilizó como indicador de la calidad del cristal. Este método potencialmente culmina en diodos emisores de luz (LED) y células solares más eficientes. Adicionalmente, podría marcar el comienzo de varios otros avances en electrónica.

La investigación, publicado en Materiales APL el 31 de julio 2019, involucra cristales llamados perovskitas de haluro de plomo, tipos únicos de materiales con estructuras eficientes para el rendimiento de las células solares. Los cristales consisten en un material orgánico entrelazado con uno inorgánico. Las perovskitas son materiales semiconductores que tienen muchas aplicaciones. Son más eficientes y mucho más fáciles y económicas de fabricar que las células solares comerciales estándar.

Es más, Estos cristales prometedores también podrían conducir a nuevas pantallas electrónicas, sensores y otros dispositivos que se activan con la luz, brindando mayor eficiencia a un costo menor a los fabricantes de optoelectrónica que aprovechan la luz. Además, estos cristales tienen el potencial de recolectar energía solar. La mayoría de las células solares están hechas con cristales de silicio, un material relativamente sencillo y eficaz de procesar. Sin embargo, Es probable que los dispositivos basados ​​en perovskita ofrezcan mayores eficiencias de conversión que el silicio.

"Para un mayor desarrollo de dispositivos basados ​​en perovskita, es esencial evaluar cuantitativamente la eficiencia absoluta en cristales de perovskita de alta calidad sin asumir que ningún modelo físico predefinido es de particular importancia, "dijo el autor correspondiente Kazunobu Kojima, Profesor asociado en la Universidad de Tohoku, Japón. "Nuestro método es nuevo y único porque los métodos anteriores se han basado en la estimación de la eficiencia mediante análisis de fotoluminiscencia dependientes del modelo".

Comprender la fotoluminiscencia es importante para diseñar dispositivos que controlen, generar o detectar luz, incluidas las células solares, LEDs y sensores de luz. Hasta aquí, estas detecciones se han basado en gran medida en modelos teóricos como una forma de predecir la eficiencia de los semiconductores basados ​​en perovskita. Para esta investigación, los autores han implementado una técnica que propusieron originalmente en 2016 llamada espectroscopia de fotoluminiscencia omnidireccional o "espectroscopia ODPL". El procedimiento es sin contacto, método no destructivo de sondear la estructura electrónica de los cristales desde todas las direcciones, permitiéndoles cuantificar fácil y rápidamente las propiedades de los cristales.

Un siguiente paso importante es implementar la espectroscopia ODPL para investigar diferentes tipos de materiales de perovskita. Esto puede conducir a una mejor comprensión de los semiconductores basados ​​en cristal, así como a otros más eficientes. Los autores afirman que sus estudios futuros se centrarán tanto en aumentar la eficiencia del cristal como en garantizar que esté unificado en todas las áreas de materiales.