(Phys.org) —Las células solares basadas en plásticos compuestos semiconductores y nanotubos de carbono es una de las tecnologías novedosas más prometedoras para producir células solares impresas de bajo costo. Los físicos de la Universidad de Umeå han descubierto que se puede reducir la cantidad de nanotubos de carbono en el dispositivo en más de 100 veces mientras se mantiene una capacidad excepcional para transportar cargas. Esto se logra gracias a la inteligente nanoingeniería de la capa activa dentro del dispositivo. Sus resultados se publican como noticia de primera plana en la revista. Nanoescala .

Los nanotubos de carbono son cada vez más atractivos para su uso en células solares como reemplazo del silicio. Se pueden mezclar en un polímero semiconductor, y se deposita a partir de la solución mediante métodos sencillos y económicos para formar células solares delgadas y flexibles. El material híbrido es fácil de esparcir sobre una gran superficie y los nanotubos tienen una conductividad eléctrica excepcional. y pueden separar y transportar de forma eficaz las cargas eléctricas generadas a partir de la energía solar.

A principios de este año, Dr. David Barbero y su equipo de investigación en la Universidad de Umeå, demostró por primera vez que si los nanotubos de carbono se conectan entre sí de manera controlada para formar redes complejas de tamaño nanométrico, se puede lograr un transporte de carga y electricidad significativamente más altos de lo que había sido posible anteriormente utilizando los mismos materiales. Esto significa que el transporte de cargas eléctricas se produce con muy poca pérdida de energía.

Estudios anteriores han informado que existe un umbral de percolación para la cantidad de nanotubos de carbono necesarios para transportar de manera eficiente cargas eléctricas en un dispositivo. Por debajo de este umbral, el dispositivo se vuelve completamente ineficaz y no se puede generar corriente.

En este nuevo estudio, El Dr. Barbero y su equipo de la Universidad de Umeå muestran que este umbral se puede reducir más de 100 veces en un polímero semiconductor y aún generar altas corrientes y transporte de carga con cargas de nanotubos muy bajas. reduciendo así considerablemente los costes de materiales.

"Nuestros resultados son importantes desde un punto de vista fundamental, pero también de importancia práctica. Los nanotubos semiconductores purificados, que son necesarios para dispositivos de alto rendimiento, siguen siendo bastante costosos y su producción requiere mucho tiempo. Ahora, dispositivos de nanocarbono, como las células solares basadas en nanotubos de carbono, se puede producir con una cantidad mucho menor de nanotubos de carbono y, por lo tanto, con costos de material mucho más reducidos, "dice David Barbero.

Se espera que los nuevos resultados aceleren el desarrollo de la próxima generación de células solares basadas en nanocarbono de película fina procesadas en solución. que son más eficaces en la generación de energía y menos costosas de producir en comparación con las células solares actuales.