(Phys.org) - El nuevo nanomaterial más genial del siglo XXI podría impulsar la eficiencia de la próxima generación de paneles solares, ha descubierto un equipo de científicos de materiales de la Universidad Tecnológica de Michigan.
Grafeno un panal bidimensional de átomos de carbono, es una estrella en ascenso en la comunidad de materiales por sus propiedades radicales. Una de esas propiedades es la conductividad eléctrica, lo que podría convertirlo en un ingrediente clave en la próxima generación de células fotovoltaicas, dice Yun Hang Hu, profesor de ciencia e ingeniería de materiales.
Las células solares sensibilizadas por colorante no dependen de materiales raros o costosos, por lo que podrían ser más rentables que las células basadas en silicio y tecnologías de película fina. Pero no son tan buenos para convertir la luz en electricidad.
En células solares sensibilizadas con colorante, los fotones golpean los electrones del tinte en una capa delgada de dióxido de titanio, que los retransmite al ánodo. El grupo de Hu descubrió que la adición de grafeno al dióxido de titanio aumentaba su conductividad, aportando un 52,4 por ciento más de corriente al circuito.
“La excelente conductividad eléctrica de las láminas de grafeno les permite actuar como puentes, acelerar la transferencia de electrones del dióxido de titanio al fotoelectrodo, ”Dijo Hu.
El equipo también desarrolló un método igualmente infalible para crear láminas de dióxido de titanio incrustadas con grafeno. Primero hizo polvo de óxido de grafito, luego se mezcla con dióxido de titanio para formar una pasta, extiéndalo sobre un sustrato (como vidrio) y luego hornee a altas temperaturas.
"Es de bajo costo y muy fácil de preparar, ”Dijo Hu. Pero no cualquier receta servirá. "Si usa demasiado grafeno, absorberá la luz en la celda solar y reducirá su eficiencia, ”Dijo.
Su trabajo fue presentado en el Taller Conjunto Estados Unidos-Egipto sobre Sistemas de Energía Solar, celebrada del 12 al 14 de marzo en El Cairo. Fue financiado por el Fondo de Investigación del Petróleo de la Sociedad Química Estadounidense y la Fundación Nacional de Ciencias. Su artículo titulado "Promoción del efecto del grafeno en las células solares sensibilizadas por colorantes", ”Escrito por Hui Wang, Samantha Leonard y Hu, ha sido sometido a Investigación en Química Industrial e Ingeniería. Wang y Leonard son candidatos a doctorado en ciencia e ingeniería de materiales.
