Investigadores de la sección de Materiales Optoelectrónicos de la Universidad Tecnológica de Delft en los Países Bajos y Toyota Europa han demostrado que se pueden producir varios electrones móviles mediante la absorción de una sola partícula de luz en películas de puntos cuánticos acoplados. Estos múltiples electrones se pueden recolectar en células solares con mayor eficiencia. Los investigadores publicaron sus hallazgos en la edición de octubre de la revista científica. Nano letras .

Una forma de aumentar la eficiencia de las células solares baratas es el uso de nanopartículas semiconductoras, también llamados puntos cuánticos. En teoria, la eficiencia de estas células se puede incrementar hasta un 44%. Esto se debe a un efecto interesante que ocurre de manera eficiente en estas nanopartículas:la multiplicación de portadores. En las células solares actuales, una partícula de luz absorbida solo puede excitar un electrón, mientras que en una célula solar de puntos cuánticos, una partícula de luz puede excitar varios electrones. Multiplicar el número de electrones da como resultado una mejora de la corriente en las células solares, aumentando la eficiencia general de conversión de energía.

Multiplicación de portadores

Hace varios años se demostró que la multiplicación de portadores es más eficiente en puntos cuánticos que en semiconductores tradicionales. Como resultado, estos puntos cuánticos se están investigando en la actualidad en todo el mundo para su uso en células solares. Un problema con el uso de la multiplicación de portadores es que las cargas producidas viven solo un tiempo muy corto (alrededor de 0.00000000005 s) antes de chocar entre sí y desaparecer a través de un proceso de desintegración conocido como recombinación Auger. El principal desafío actual es demostrar que todavía es posible hacer algo útil con ellos.

Cargos móviles

Los investigadores de Delft ahora han demostrado que incluso este muy corto tiempo es lo suficientemente largo como para separar los múltiples electrones entre sí. Prepararon películas de puntos cuánticos en las que los electrones pueden moverse de manera tan eficiente entre los puntos cuánticos que se vuelven libres y móviles antes del tiempo que tardan en desaparecer mediante la recombinación Auger. En estas películas se crean hasta 3,5 electrones libres por partícula de luz absorbida. De este modo, estos electrones no solo sobreviven, pueden moverse libremente a través del material para estar disponibles para su recolección en una celda solar.