WASHINGTON — EE. UU. Los científicos e ingenieros de investigación del Laboratorio de Investigación Naval (NRL) de la División de Ciencia y Tecnología Electrónica han demostrado los voltajes de circuito abierto más altos registrados para las células solares de puntos cuánticos hasta la fecha. Usando sustancias de nanocristales de punto cuántico (QD) de sulfuro de plomo coloidal (PbS), Los investigadores lograron un voltaje de circuito abierto (VOC) de 692 milivoltios (mV) utilizando el intervalo de banda QD de 1.4 electronvoltios (eV) en una celda solar QD bajo iluminación de un sol.

"Estos resultados demuestran claramente que existe una gran oportunidad para mejorar los voltajes de circuito abierto superiores a un voltio mediante el uso de QD más pequeños en las células solares QD, "dijo Woojun Yoon, Doctor., Investigador postdoctoral del NRC, Rama de Dispositivos de Estado Sólido de NRL. "La capacidad de procesamiento de la solución junto con el potencial de múltiples procesos de generación de excitones hacen que los puntos cuánticos de nanocristales sean candidatos prometedores para la energía fotovoltaica de tercera generación de bajo costo y alta eficiencia".

A pesar de este notable potencial para la generación de alta fotocorriente, el voltaje de circuito abierto alcanzable está fundamentalmente limitado debido a los procesos de recombinación no radiativa en las células solares QD. Para superar este límite, Los investigadores de NRL han rediseñado la pasivación molecular en células solares de unión Schottky de metal-QD (unión unidireccional de metal a semiconductor) capaces de alcanzar los voltajes de circuito abierto más altos jamás reportados para las células solares coloidales basadas en QD.

Los resultados experimentales demuestran que al mejorar la pasivación de la superficie de PbS QD a través del recocido personalizado de la interfaz QD y metal-QD utilizando pasivación de fluoruro de litio (LiF) con un espesor de LiF optimizado. Esto resulta fundamental para reducir las densidades de corriente oscura pasivando trampas localizadas en la superficie PbS QD y la interfaz metal-QD cerca de la unión. minimizando por tanto los procesos de recombinación no radiativa en las células.

Durante la ultima decada, Análisis del Departamento de Defensa (DoD) y el reciente Plan de Desempeño de Sostenibilidad Estratégica FY12 del departamento, ha citado la dependencia de los combustibles fósiles de las fuerzas armadas como un riesgo estratégico e identificado las inversiones en energía renovable y eficiencia energética como medidas clave de mitigación. La investigación en NRL se compromete a respaldar los objetivos y la misión del Departamento de Defensa al proporcionar investigación básica y aplicada hacia tecnologías de energía renovable y sostenible listas para la misión que incluyen combustibles híbridos y celdas de combustible, fotovoltaica, y microorganismos biológicos neutros en carbono.