Este es un diagrama de punto cuántico. Crédito:Universidad de Toronto
Piensa en esos planos paneles solares vidriosos en el techo de su vecino son el pináculo de la tecnología solar? Piensa otra vez.
Investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática Edward S. Rogers Sr. de la Universidad de Toronto han diseñado y probado una nueva clase de nanopartículas sensibles al sol que eclipsa el estado actual de la técnica que emplea esta nueva clase de tecnología.
Esta nueva forma de sólido, nanopartículas sensibles a la luz estables, llamados puntos cuánticos coloidales, podría conducir a células solares más baratas y flexibles, así como mejores sensores de gas, láseres infrarrojos, diodos emisores de luz infrarroja y más. La obra, dirigido por el investigador postdoctoral Zhijun Ning y el profesor Ted Sargent, fue publicado esta semana en Materiales de la naturaleza .
La recolección de luz solar usando estos pequeños puntos cuánticos coloidales depende de dos tipos de semiconductores:tipo n, que son ricos en electrones; y tipo p, que son pobres en electrones. ¿El problema? Cuando se expone al aire, Los materiales de tipo n se unen a los átomos de oxígeno, entregan sus electrones, y se convierte en tipo p. Ning y sus colegas modelaron y demostraron un nuevo material de tipo n de punto cuántico coloidal que no se une al oxígeno cuando se expone al aire.
Mantener capas estables de tipo n y p simultáneamente no solo aumenta la eficiencia de la absorción de luz, abre un mundo de nuevos dispositivos optoelectrónicos que aprovechan las mejores propiedades tanto de la luz como de la electricidad. Para la persona promedio, esto significa satélites meteorológicos más sofisticados, controladores remotos, comunicación por satélite, o detectores de contaminación.
Dr. Zhijun Ning en el laboratorio, sosteniendo una película recubierta con puntos cuánticos coloidales. Crédito:Roberta Baker
"Esta es una innovación material, esa es la primera parte, y con este nuevo material podemos construir nuevas estructuras de dispositivos, ", dijo Ning." El yoduro es casi un ligando perfecto para estas células solares cuánticas con alta eficiencia y estabilidad del aire, nadie ha demostrado eso antes ".
El nuevo material híbrido de tipo n y p de Ning logró una eficiencia de conversión de energía solar de hasta un ocho por ciento, uno de los mejores resultados reportados hasta la fecha.
Esta es una foto de los coautores Zhijun Ning (izquierda) y Oleksandr Voznyy (derecha) examinando una película cubierta con puntos cuánticos coloidales. Crédito:Roberta Baker
Pero el rendimiento mejorado es solo el comienzo de esta nueva arquitectura de células solares basada en puntos cuánticos. Los pequeños puntos poderosos se pueden mezclar en tintas y pintar o imprimir en delgados, superficies flexibles, como tejas para techos, reduciendo drásticamente el costo y la accesibilidad de la energía solar para millones de personas.
"El campo de la energía fotovoltaica de puntos cuánticos coloidales requiere una mejora continua en el rendimiento absoluto, o eficiencia de conversión de energía, ", dijo Sargent." El campo se ha movido rápido, y sigue moviéndose rápido, pero tenemos que trabajar para llevar el rendimiento a niveles comercialmente atractivos ".
