Uno de los mayores desafíos para la sociedad actual es encontrar productos limpios, formas de energía seguras y asequibles. Los científicos de la Universidad de Maryland están trabajando en el desarrollo de tecnologías novedosas para resolver tales desafíos, incluida Marina Leite, profesor adjunto en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y en el Instituto de Investigación en Electrónica y Física Aplicada, y su equipo. Energía solar, que se aprovecha de la luz / calor del sol, es una fuente de energía renovable especialmente importante.

La Dra. Leite y su equipo están absortos en el desarrollo de nuevos materiales que pueden usarse en aplicaciones de recolección y almacenamiento de energía. En la actualidad, están trabajando hacia un diseño de próxima generación de dispositivos de células solares. Específicamente, Están desarrollando métodos de obtención de imágenes microscópicas para tomar fotografías a nanoescala del rendimiento de materiales emergentes y no homogéneos, aquellos materiales cuya estructura es desigual en diferentes puntos. Piense en el planeta Tierra, por ejemplo, su densidad varía según la ubicación (es decir, corteza, Oceano, manto, centro, etc.). Estas imágenes se pueden usar en energía fotovoltaica, el proceso de convertir la luz en electricidad utilizando algún tipo de material semiconductor.

Una nueva clase prometedora de material fotovoltaico, perovskitas híbridas orgánico-inorgánicas a base de plomo de metilamonio, es actualmente uno de los materiales más eficientes, y es barato y fácil de producir. El problema con dicho material es que es volátil, dinámico:el material cambia una vez que las células solares están expuestas a la luz y la humedad, lo que a su vez afecta el rendimiento del dispositivo, y los científicos no han podido explicar por qué. Nadie había visto nunca el rendimiento del material en tiempo real a través de una nano-lente, hasta ahora.

"Nuestro novedoso método de microscopía de fuerza Kelvin Probe conserva la sensibilidad espacial mientras aumenta la velocidad de escaneo en> 100 veces en comparación con los convencionales. Básicamente, tardaríamos 30 minutos en adquirir un mapa de rendimiento a nanoescala, ¡y ahora podemos obtener este mismo mapa en solo 16 segundos! Como resultado, ahora resolvemos en tiempo real y a nanoescala, los cambios que tienen lugar dentro del material cuando se expone a la luz, "Dijo Leite." Al resolver espacialmente cómo funciona cada grano e interfaz del material de la célula solar (las respuestas eléctricas y ópticas), luego podemos diseñar dispositivos con un rendimiento mejorado ".

Esta investigación fue publicada en la revista American Chemical Society Nano letras el 22 de febrero 2017 - el documento se titula, "Dinámica de voltaje de circuito abierto a nanoescala en tiempo real de células solares de perovskita".