La misma cualidad que protege un impermeable contra los aguaceros o una sartén contra los alimentos pegajosos también puede mejorar el rendimiento de las células solares. según un nuevo estudio de ingenieros de la UNL.

Publicado el 20 de julio en la revista Comunicaciones de la naturaleza , el estudio mostró que la construcción de un tipo de célula solar orgánica sobre una superficie de plástico "no humectante" la hacía 1,5 veces más eficiente para convertir la luz solar en electricidad.

Los investigadores utilizaron la técnica para cultivar células policristalinas, que son menos costosos, más rápido y más fácil de producir que los hechos de un solo cristal. Sin embargo, las células monocristalinas tradicionalmente han presumido de una mejor eficiencia, en parte porque contienen muchos menos granos, fragmentos similares a piezas microscópicas de un rompecabezas.

Las barreras entre estos granos reducen la eficiencia celular al atrapar y recombinar electrones cargados negativamente con sus huecos cargados positivamente, "que idealmente producen corriente eléctrica al migrar en direcciones opuestas después de su separación por la luz solar portadora de fotones.

El autor principal, Jinsong Huang, y su equipo buscaron reducir el número de estas barreras que reducen la eficiencia aumentando el tamaño de los granos. Aunque el tamaño de grano generalmente se limita al grosor de una celda solar, El equipo de Huang descubrió que una superficie no humectante le permitía fabricar granos hasta ocho veces más grandes que el grosor de la celda.

Como su nombre indica, una superficie no humectante hace que el líquido se forme y se escurra en lugar de esparcirse y absorberse al contacto. Huang y sus colegas descubrieron que este tipo de superficie actuaba sobre los límites del grano de manera similar, acelerando su movimiento y favoreciendo la formación de granos más grandes cuando se someten al calor.

"Descubrimos que la diferencia es enorme, "dijo Huang, una profesora asociada Susan J. Rosowski de ingeniería mecánica y de materiales. "Cuando dos granos pequeños se fusionan en uno más grande, lo que sucede es que un límite en realidad se mueve desde (la mitad de dos granos) hasta el final de uno u otro. La facilidad con que se muevan estos límites determinará la rapidez con la que estos granos pueden fusionarse y crecer.

"Una superficie que no se moja es resbaladiza, como cuando viertes aceite en el suelo. Es más fácil que el límite del grano se mueva porque estamos reduciendo parte de la fuerza de arrastre sobre él ".

Esta cualidad de deslizamiento y deslizamiento también limitó la presencia de partículas conocidas como núcleos, que actúan como semillas de las que brotan granos de cristal cuando se solidifica un compuesto líquido. La relativa escasez de estos núcleos condujo naturalmente al crecimiento de granos más grandes con menos límites, según Huang.

El uso de superficies no humectantes como sitios de fabricación también podría conducir a mejoras en otras tecnologías, el estudio informó, posiblemente en forma de transistores más rápidos y fotodetectores más sensibles.

"Cuando se trata de propiedades electrónicas, la cristalinidad y el tamaño de grano determinan mucho, ", Dijo Huang." Así que este es un método simple con muchas aplicaciones potenciales ".