Una de las razones por las que las células solares no se usan más ampliamente es el costo:los materiales que se usan para hacerlas más eficientes son costosos. Los ingenieros están explorando formas de imprimir células solares a partir de tintas, pero los dispositivos no funcionan tan bien.

Elijah Thimsen, Doctor, profesor asistente de energía, Ingeniería ambiental y química en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Washington en St. Louis, y un equipo de ingenieros de la Universidad de Minnesota han desarrollado una técnica para aumentar el rendimiento y la conductividad eléctrica de las películas delgadas que componen estos materiales utilizando nanotecnología. Su trabajo fue publicado el 19 de diciembre de 2014, cuestión de Comunicaciones de la naturaleza.

Los conductores transparentes son películas delgadas, que son simplemente capas ultrafinas de materiales depositados en una superficie que permiten que la luz pase y conduzca la electricidad, un proceso en el que los electrones fluyen a través de un sistema. Thimsen y su equipo encontraron al cambiar la estructura de una película delgada hecha de nanopartículas de óxido de zinc, los electrones ya no fluían a través del sistema de forma convencional, pero saltaba de un lugar a otro mediante un proceso llamado tunelización.

El equipo midió las propiedades electrónicas de una película delgada hecha de nanopartículas de óxido de zinc antes y después de recubrir su superficie con óxido de aluminio. Tanto las nanopartículas de óxido de zinc como el óxido de aluminio son aislantes electrónicos, por lo que solo una pequeña cantidad de electricidad fluye a través de ellos. Sin embargo, cuando estos aisladores se combinaron, los investigadores obtuvieron un resultado sorprendente.

"El nuevo compuesto se volvió altamente conductivo, ", Dijo Thimsen." El compuesto exhibe un comportamiento fundamentalmente diferente al de los compuestos originales. Descubrimos que al controlar la estructura del material, puedes controlar el mecanismo por el cual se transportan los electrones ".

Debido a que la razón detrás de esto no se comprende bien, Thimsen y el equipo planean continuar trabajando para comprender la relación entre la estructura de la película de nanopartículas y el mecanismo de transporte de electrones. él dijo.

"Si los electrones están haciendo un túnel, en realidad no se mueven con una velocidad clásica y se mueven de un punto al siguiente, ", Dijo Thimsen." Si los electrones están haciendo un túnel de un punto al siguiente, una hipótesis es que no interactuarán con campos magnéticos fuertes. Una de nuestras visiones a largo plazo es crear un material que tenga una alta conductividad eléctrica pero que no interactúe con los campos magnéticos ".

Además, El comportamiento del nuevo compuesto también mejoró su rendimiento, lo que, en última instancia, podría ayudar a reducir el costo de los materiales utilizados en las células solares y otros dispositivos electrónicos.

"El rendimiento es bastante bueno, pero no al nivel que necesita para ser comercialmente viable, pero esta cerca "Dijo Thimsen.