Pequeños copos de grafeno podrían expandir la región espectral de luz utilizable en las células solares de silicio para aumentar su eficiencia. nueva investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST), Arabia Saudita, muestra.
Los materiales de las células solares se han vuelto significativamente más baratos de producir en los últimos años, Sin embargo, se necesitan más ahorros de costes para que las tecnologías solares sean comercialmente atractivas. La prevalencia del silicio en las células solares las convierte en un buen objetivo para mejorar la eficiencia.
"Al mejorar la eficiencia de las células solares de silicio, podemos proporcionar una forma más rentable de producción de energía, "dijo Jr-Hau He, Profesor asociado de ingeniería eléctrica de KAUST, quien también dirigió el equipo de investigación.
Los puntos cuánticos de grafeno son pequeñas escamas de grafeno que son útiles debido a su interacción con la luz. Una de estas interacciones es la conversión descendente óptica, que es un proceso que transforma la luz de altas energías en energía más baja (por ejemplo, del ultravioleta al visible).
La conversión descendente se puede utilizar para impulsar las células solares. El silicio absorbe la luz de manera muy eficiente en la parte visible del espectro, y por lo tanto aparece negro. Sin embargo, la fuerza de absorción del silicio para la luz ultravioleta es mucho menor, lo que significa que se absorbe menos de esta luz, reduciendo la eficiencia de las células solares en esa parte del espectro. Una forma de evitar este problema es la conversión descendente de la luz ultravioleta en energías en las que el silicio es un absorbente más eficiente.
Los puntos cuánticos de grafeno son candidatos ideales para este propósito. Son fáciles de fabricar utilizando materiales fácilmente disponibles como el azúcar y luego calentándolos con radiación de microondas. Mientras que los puntos son casi transparentes a la luz visible, que es importante para pasar esa luz a través de la celda solar, son eficientes para convertir la luz ultravioleta en energías más bajas.
Los investigadores integraron los puntos cuánticos en un dispositivo de células solares de silicio. La eficiencia de las células solares aumentó en comparación con las muestras de control. Para que una tecnología madura muestre una clara mejora en la eficiencia es prometedor, porque se puede producir mediante un proceso de fabricación sencillo.
Las células solares de muestra de prueba medidas hasta ahora aún no se han optimizado para estar más cerca de los rendimientos récord observados en el silicio. Por lo tanto, los investigadores planean combinar algunas otras tecnologías de mejora logradas anteriormente en dispositivos similares, El lo notó.
"Hemos utilizado con éxito tratamientos de ingeniería de superficies, incluida la fabricación de nanoestructuras y capas de pasivación, para mejorar la captación de luz y las propiedades eléctricas de las células solares. Al integrar estas técnicas todas juntas, Esperamos que en los próximos años se pueda batir el récord mundial en KAUST, " él dijo.
