(Phys.org) —La mayoría de los estadounidenses quieren que EE. UU. Ponga más énfasis en el desarrollo de la energía solar, sugieren encuestas recientes. Un gran impedimento, sin embargo, es el costo de fabricación, instalar y mantener paneles solares. Simplemente pon, la mayoría de las personas y las empresas no pueden permitirse el lujo de colocarlos en sus azoteas.

Afortunadamente, eso está cambiando porque investigadores como Qiaoqiang Gan, Profesor asistente de ingeniería eléctrica de la Universidad de Buffalo, están ayudando a desarrollar una nueva generación de células fotovoltaicas que producen más energía y cuestan menos de fabricar que las disponibles en la actualidad.

Uno de los esfuerzos más prometedores, en el que Gan está trabajando, implica el uso de materiales fotovoltaicos orgánicos mejorados con plasmónicos. Estos dispositivos no coinciden con las células solares tradicionales en términos de producción de energía, pero son menos costosos y, debido a que se fabrican (o procesan) en forma líquida, se pueden aplicar a una mayor variedad de superficies.

Gan detalló el progreso de los materiales fotovoltaicos orgánicos mejorados con plasmón en la edición del 7 de mayo de la revista. Materiales avanzados . Los coautores incluyen Filbert J. Bartoli, profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Lehigh, y Zakya Kafafi de la National Science Foundation.

En la actualidad, La energía solar se produce con gruesas obleas de silicio policristalino o con células solares de película fina formadas por materiales inorgánicos como el silicio amorfo o el telururo de cadmio. Ambos son caros de fabricar, Dijo Gan.

Su investigación involucra células solares de película delgada, también, pero a diferencia de lo que hay en el mercado, está utilizando materiales orgánicos como polímeros y moléculas pequeñas que están basadas en carbono y son menos costosas.

"En comparación con sus homólogos inorgánicos, la energía fotovoltaica orgánica se puede fabricar en grandes áreas sobre sustratos rígidos o flexibles que pueden llegar a ser tan económicos como la pintura, "Gan dijo.

La referencia a la pintura no incluye un precio, sino la idea de que las células fotovoltaicas podrían algún día aplicarse a las superficies con la misma facilidad que la pintura a las paredes. él dijo.

Existen inconvenientes para las células fotovoltaicas orgánicas. Tienen que ser delgados debido a sus propiedades conductoras electrónicas relativamente pobres. Porque son delgados y por lo tanto, sin suficiente material para absorber la luz, limita su absorción óptica y conduce a una eficiencia de conversión de energía insuficiente.

Su eficiencia de conversión de energía debe ser del 10 por ciento o más para competir en el mercado. Dijo Gan.

Para lograr ese punto de referencia, Gan y otros investigadores están incorporando nanopartículas metálicas y / o nanoestructuras plasmónicas modeladas en células fotovoltaicas orgánicas. Los plasmones son ondas electromagnéticas y electrones libres que se pueden usar para oscilar hacia adelante y hacia atrás a través de la interfaz de metales y semiconductores.

Los estudios materiales recientes sugieren que están teniendo éxito, él dijo. Gan y los coautores del artículo argumentan que, debido a estos avances, Debería haber un enfoque renovado sobre cómo los nanomateriales y las estrategias plasmónicas pueden crear células solares orgánicas de película delgada más eficientes y asequibles.

Gan continúa su investigación colaborando con varios investigadores de la UB, entre ellos:Alexander N. Cartwright, profesor de ingeniería eléctrica e ingeniería biomédica y vicepresidente de investigación y desarrollo económico de la UB; Mark T. Swihart, Catedrático de Ingeniería Química y Biológica de la UB y director de la Universidad de Fortaleza Estratégica en Sistemas Integrados Nanoestructurados; y Hao Zeng, profesor asociado de física.

Gan es miembro del grupo de investigación de óptica y fotónica de ingeniería eléctrica de la UB, que incluye Cartwright, los profesores Edward Furlani y Pao-Lo Liu, y Natalia Litchinitser, profesor adjunto.

El grupo realiza investigación en nanfotónica, biofotónica, materiales y dispositivos híbridos inorgánicos / orgánicos, no lineal y fibra óptica, metamateriales, nanoplásmicos, optofluídica, sistemas microelectromecánicos (MEMS), sistemas microelectromecánicos biomédicos (BioMEM), biodetección y procesamiento de información cuántica.