Nuevos nanocables ultralimpios producidos en el Nano-Science Center, La Universidad de Copenhague tendrá un papel central en el desarrollo de nuevas células solares de alta eficiencia y electrónica a escala nanométrica. Estudiante de doctorado Peter Krogstrup, Instituto Niels Bohr, en colaboración con varios investigadores de renombre y la empresa SunFlake A / S, está detrás del gran avance. Los nuevos hallazgos se han publicado recientemente en la prestigiosa revista NanoLetras .

Los nanocables son estructuras unidimensionales con propiedades eléctricas y ópticas únicas:una especie de bloques de construcción, que los investigadores utilizan para crear dispositivos a nanoescala.

En años recientes, Se ha investigado mucho sobre cómo se pueden utilizar los nanocables como bloques de construcción en el desarrollo de células solares. Uno de los desafíos es controlar la producción de nanocables. Los nuevos nanocables ultralimpios son parte de la solución. Se cultivan sin el uso de una catálisis de metal como el oro, que tiene una tendencia a destruir la estructura de electrones por lo demás perfecta que poseen los nanocables, haciéndolos menos útiles.

"Los hilos ultralimpios se cultivan sobre un sustrato de silicio con una capa extremadamente fina de óxido natural. El elemento Galio, que es parte del material del nanoalambre, reacciona con el óxido y hace pequeños agujeros en la capa de óxido, y aquí el galio se acumula en pequeñas gotas de unos pocos nanómetros de espesor. Estas gotitas capturan el elemento Arsénico - el otro material en el nanoalambre y mediante un efecto autocatalítico inicia el crecimiento de los nanocables sin interferencia de otras sustancias ", explica Peter Krogstrup. El avance es el resultado de un año de trabajo en relación con su doctorado.

Control sobre el cultivo de nanocables

Numerosos experimentos con diferentes condiciones de crecimiento han hecho que los investigadores sean más sabios sobre la física detrás de la formación de los nanocables. Un nanoalambre normalmente consta de segmentos de cristal hexagonales y cúbicos, pero los nuevos nanocables solo consisten en una estructura cristalina cúbica perfecta. Esto significa que el camino de los electrones a través del cable no se ve afectado y, por lo tanto, sufre menos pérdida de energía, lo que conduce a una mayor eficiencia.

"Esta mejor comprensión del proceso de crecimiento nos da control sobre el cultivo de nanocables y los cables limpios son el punto de partida para mi trabajo actual desarrollando una célula solar de alta eficiencia basada en nanocables. Con estos resultados estamos un buen paso más cerca de este objetivo ", explica Peter Krogstrup, señalando que sus nanocables se cultivan en un sustrato de silicio.

"El sustrato es más barato que los sustratos alternativos que utilizan muchos otros investigadores. Es importante porque en última instancia se trata de obtener la mayor cantidad de energía posible por el menor costo posible", explica Peter Krogstrup, cuya investigación se realiza en colaboración con la empresa SunFlake A / S, que se encuentra en el Nano-Science Center de la Universidad de Copenhague. La empresa está trabajando para desarrollar las células solares del futuro basadas en nanoestructuras de galio y arsénico.

"Estamos muy contentos de que Peter haya entregado tan buenos resultados tan temprano en el proyecto de investigación", dice el CEO de SunFlake A / S Morten Schaldemose.