(Phys.org). Sentirse triste rara vez es una experiencia deseable, a menos que sea una célula solar, es decir.

Los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Universidad de Texas en Austin han desarrollado juntos un nuevo, material económico que tiene el potencial de capturar y convertir la energía solar, particularmente de la parte más azul del espectro, de manera mucho más eficiente que nunca.

La mayoría de las células solares simples manejan estos tonos azulados del espectro electromagnético de manera ineficiente. Esto se debe a que los fotones azules (partículas de luz entrantes que inciden en la célula solar) en realidad tienen un exceso de energía que una célula solar convencional no puede capturar.

"Los fotones de diferentes energías impulsan los electrones en diferentes cantidades, ", dijo el profesor Brian Korgel de la Universidad de Texas." Algunos fotones entran con más energía de la que la célula está optimizada para manejar, por lo que mucha de esa energía se pierde en forma de calor ".

Debido a esta limitación, Los científicos habían creído originalmente que las células solares simples nunca podrían convertir más del 34 por ciento de la radiación solar entrante en electricidad. Sin embargo, hace aproximadamente una década, Los investigadores vieron el potencial de un solo fotón de alta energía para estimular múltiples "excitones" (pares de un electrón y un compañero con carga positiva llamado "agujero") en lugar de uno solo. "Este fue un descubrimiento muy emocionante, pero todavía éramos escépticos de que pudiéramos sacar los electrones del material, "Dijo Korgel.

En su estudio, Korgel y su equipo utilizaron equipo espectroscópico especializado en el Centro de Materiales a Nanoescala de Argonne para observar la generación de multiexcitones en seleniuro de cobre e indio, un material estrechamente relacionado con otra película delgada de producción más común que ostenta el récord del semiconductor de película delgada más eficiente. "Este es uno de los primeros estudios realizados sobre la generación de excitones múltiples en un material tan familiar y económico, "dijo el nanocientífico de Argonne Richard Schaller.

"Las técnicas espectroscópicas de Argonne desempeñaron un papel fundamental en la detección de multiexcitonas, "Dijo Korgel." Este tipo de medidas no se pueden hacer en muchos lugares ".

Para depositar películas delgadas del material nanocristalino, los investigadores utilizaron un proceso conocido como "curado fotónico, "que implica el calentamiento y enfriamiento en una fracción de segundo de la capa superior del material. Este proceso de curado no solo evita la fusión del vidrio que contiene los nanocristales, pero también vaporiza moléculas orgánicas que inhiben la extracción de múltiples excitones.

Aunque el estudio demuestra principalmente que el aumento de eficiencia proporcionado por la extracción de excitones múltiples es posible en materiales producibles en masa, el mayor obstáculo será incorporar estos materiales en dispositivos reales del mundo real.

"El santo grial de nuestra investigación no es necesariamente impulsar la eficiencia tan alto como teóricamente puede llegar, sino más bien combinar los aumentos en la eficiencia con el tipo de tecnologías de procesamiento o impresión de rollo a rollo a gran escala que nos ayudarán a reducir los costos, "Dijo Korgel.