(PhysOrg.com) - Fabricar dispositivos fotovoltaicos, aquellos que convierten la luz solar en electricidad, a partir de materiales orgánicos tiene varias ventajas sobre el uso de materiales no orgánicos. tales como flexibilidad y buena absorción de luz. Sin embargo, la comercialización generalizada de dispositivos fotovoltaicos orgánicos sigue siendo limitada debido al alto costo de los materiales donantes y aceptores de electrones utilizados en estos dispositivos. En un nuevo estudio, Los científicos han abordado este problema fabricando puntos cuánticos de grafeno luminiscentes (GQD) mezclados con polímeros orgánicos para su uso como aceptores de electrones. que podría ofrecer un mejor rendimiento a un costo menor que otros materiales orgánicos a base de polímeros.

Los investigadores, El Dr. Vinay Gupta y los coautores del Grupo de Células Solares Orgánicas e Híbridas del Laboratorio Nacional de Física de Nueva Delhi, India, han publicado su estudio en un número reciente de la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Como explicaron los científicos, Muchos estudios anteriores han estado investigando el uso de puntos cuánticos como materiales aceptores de electrones en la energía fotovoltaica. Los puntos cuánticos tienen propiedades beneficiosas, como su respuesta óptica ajustada al tamaño, generación eficiente de múltiples portadoras, y bajo costo, que los hacen atractivos para dispositivos fotovoltaicos. Sin embargo, la mayoría de los puntos cuánticos que se han estudiado previamente están compuestos de metales tóxicos, como cadmio y plomo, lo que plantearía serios problemas para aplicaciones de dispositivos a gran escala.

A diferencia de, los puntos cuánticos de 9 nm hechos de grafeno que los científicos han fabricado aquí no tienen la misma naturaleza peligrosa, sin embargo, tienen propiedades electrónicas similares. Más importante, el grafeno tiene una alta movilidad de portador de carga, lo que significa que puede transportar rápidamente cargas a los electrodos, reduciendo las pérdidas de corriente y mejorando la eficiencia de las células solares. En sus experimentos, Los investigadores encontraron que los GQD mezclados con un polímero conjugado exhiben características significativamente mejoradas en comparación con las láminas de grafeno mezcladas con el mismo polímero.

“Este trabajo muestra que los puntos cuánticos de grafeno pueden ser un buen aceptor y pueden reemplazar los costosos C ₆₀ -aceptores basados, "Gupta dijo PhysOrg.com . “Este trabajo tiene implicaciones para las células solares económicas y eficientes, así como para los diodos emisores de luz orgánicos (OLED). Las ventajas potenciales son peso ligero, flexible, económico, fabricación rollo a rollo, procesamiento de gran área y uso multipropósito ".

Los científicos fabricaron células solares fotovoltaicas y OLED con el nuevo material basado en GQD, demostrando un buen rendimiento general en ambos dispositivos. Los resultados muestran que el material puede ser ecológico y más estable que los materiales orgánicos actuales. Los investigadores también predicen que el rendimiento de estos dispositivos podría mejorarse aún más, y planee experimentar con el uso de otros polímeros.

“En la actualidad, la eficiencia es baja, por lo que estamos trabajando para aumentar la eficiencia de las células solares basadas en GQD, —Dijo Gupta.

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