Ilustración esquemática de la generación de dos fotones de menor energía (½h) cuando el haluro de bismuto orgánico-inorgánico está iluminado por un fotón de alta energía (h). Los dos grupos son las subunidades del material cristalino a granel preparado mediante procesamiento en solución. La generación de dos fotones a partir de uno implica la transferencia de energía entre dos grupos vecinos y dos procesos de relajación. Crédito:Universidad de St Andrews
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de St Andrews podría presagiar un avance importante en el desarrollo de células solares.
El uso eficiente de la energía solar para la generación de electricidad se considera vital para reducir las emisiones de dióxido de carbono. una de las causas del calentamiento global.
La investigación de St Andrews, dirigido por el profesor John Irvine, ha demostrado que las nanopartículas atómicamente precisas conocidas como nanoclusters o nanopartículas moleculares son capaces de cortar un fotón de alta energía en dos de menor energía, que podría beneficiar el desarrollo de la energía fotovoltaica de tercera generación, la conversión directa de luz en electricidad a nivel atómico.
Los hallazgos se publican hoy (1 de agosto de 2017) en la revista científica Comunicaciones de la naturaleza .
La eficiencia de una celda solar de unión única ideal se limita al 30 por ciento para equilibrar la absorción de luz y la energía de los pares de electroagujeros excitados. El corte de un fotón de alta energía en dos fotones de casi la mitad de energía podría ofrecer la posibilidad de exceder el límite de eficiencia, ya que aumentará el número de portadores de carga y el uso eficiente de rayos de luz de alta energía en el espectro solar.
Se ha observado la generación de dos fotones de baja energía a partir de uno de alta energía en puntos cuánticos e iones lantánidos debido al confinamiento de excitones y al transporte de portadores de carga de los vecinos.
Ahora, el equipo liderado por St Andrews ha demostrado que los nanoclusters en haluro de bismuto híbrido orgánico-inorgánico también se pueden usar para la división de un fotón de alta energía con los nanoclusters y esto podría traer avances en las células solares, ya que están dispuestas en un cristalino a granel. material que se puede procesar a partir de la solución.
El profesor Irvine dijo:"Se espera que este estudio estimule el estudio de materiales con nanoclusters o materiales híbridos orgánicos-inorgánicos de baja dimensión para dispositivos fotónicos y esta subunidad atómica precisa en materiales cristalinos podría facilitar la preparación y procesamiento de partículas de tamaño nanométrico". ya que están controlados por la estructura cristalina intrínseca del material ".
