Recientemente se han realizado muchas investigaciones sobre el grafeno:copos de carbono, que consta de una sola capa de átomos. Como resulta, También hay otros materiales que presentan propiedades notables si se disponen en una sola capa. Uno de ellos es diselenuro de tungsteno, que podría utilizarse para energía fotovoltaica.

No se vuelve más delgado que esto:el nuevo material grafeno consta de una sola capa atómica de átomos de carbono y exhibe propiedades electrónicas muy especiales. Como resulta, también hay otros materiales, que pueden abrir nuevas e interesantes posibilidades tecnológicas si se organizan en una sola o muy pocas capas atómicas. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Viena han logrado por primera vez crear un diodo hecho de diselenuro de tungsteno. Los experimentos muestran que este material se puede utilizar para crear células solares flexibles ultradelgadas. Incluso las pantallas flexibles podrían ser posibles.

Las capas delgadas son diferentes

Al menos desde que se otorgó el Premio Nobel de Física en 2010 por crear grafeno, los "cristales bidimensionales" hechos de átomos de carbono han sido considerados como uno de los materiales más prometedores en electrónica. En 2013, La investigación del grafeno fue elegida por la UE como proyecto insignia, con una financiación de mil millones de euros. El grafeno puede soportar una tensión mecánica extrema y tiene excelentes propiedades optoelectrónicas. Con grafeno como detector de luz, Las señales ópticas se pueden transformar en pulsos eléctricos en escalas de tiempo extremadamente cortas.

Para una aplicación muy similar, sin embargo, el grafeno no es adecuado para la construcción de células solares. "Los estados electrónicos en el grafeno no son muy prácticos para crear energía fotovoltaica", dice Thomas Mueller. Por lo tanto, él y su equipo empezaron a buscar otros materiales, cuales, de manera similar al grafeno, se puede organizar en capas ultrafinas, pero tienen propiedades electrónicas aún mejores.

El material elegido fue diselenuro de tungsteno:consta de una capa de átomos de tungsteno, que están conectados por átomos de selenio por encima y por debajo del plano de tungsteno. El material absorbe la luz, muy parecido al grafeno, pero en diselenuro de tungsteno, esta luz se puede utilizar para generar energía eléctrica.

Las células solares más delgadas del mundo

La capa es tan delgada que el 95% de la luz simplemente pasa a través, pero una décima parte del cinco por ciento restante, que son absorbidos por el material, se convierten en energía eléctrica. Por lo tanto, la eficiencia interna es bastante alta. Se puede usar una porción más grande de la luz incidente si varias de las capas ultradelgadas se apilan una encima de la otra, pero a veces la alta transparencia puede ser un efecto secundario útil. "Estamos imaginando capas de células solares en fachadas de vidrio, que dejan entrar parte de la luz al edificio y al mismo tiempo generan electricidad ", dice Thomas Mueller.

Hoy dia, Las células solares estándar están hechas principalmente de silicio, son bastante voluminosos e inflexibles. Los materiales orgánicos también se utilizan para aplicaciones optoelectrónicas, pero envejecen bastante rápido. "Una gran ventaja de las estructuras bidimensionales de capas atómicas individuales es su cristalinidad. Las estructuras cristalinas dan estabilidad", dice Thomas Mueller.

Los resultados de los experimentos de la Universidad Tecnológica de Viena se han publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza . El campo de investigación es extremadamente competitivo:en el mismo número de la revista, se publican dos artículos más, en el que se muestran resultados muy similares. Investigadores del MIT (Cambridge, EE. UU.) Y en la Universidad de Washington (Seattle, EE. UU.) También han descubierto las grandes ventajas del diselenuro de tungsteno. Parece haber pocas dudas de que este material pronto desempeñará un papel importante en la ciencia de los materiales en todo el mundo. al igual que lo ha hecho el grafeno en los últimos años.