Las perovskitas son una familia de cristales que muestran propiedades prometedoras para aplicaciones en nanotecnología. Sin embargo, una propiedad llamada multiplicación de portadores, un efecto que hace que los materiales sean mucho más eficientes para convertir la luz en electricidad, no se ha observado en perovskitas. Nueva investigación, dirigido por los físicos de UvA-IoP Dr. Chris de Weerd y Dr. Leyre Gomez del grupo del Prof. Tom Gregorkiewicz, ahora informa que ciertas perovskitas tienen esta propiedad deseable.

Los cristales son configuraciones de átomos, moléculas o iones ordenados en una estructura que se repite en todas direcciones. Los ejemplos incluyen sal común, diamantes y copos de nieve. Ciertos cristales muestran propiedades muy interesantes a nanoescala. Allí, entramos en el mundo de los nanocristales, estructuras que son extremadamente útiles en la construcción de aplicaciones tecnológicas a escalas diminutas.

Perovskitas, llamado así por el mineralogista ruso del siglo XIX Lev Perovski, forman una familia particular de materiales que comparten la misma estructura cristalina. Estas perovskitas tienen muchas propiedades electrónicas deseables, haciéndolos útiles para construir LED, Pantallas de televisión, células solares y láseres. Por esta razón, Los físicos han estudiado extensamente las perovskitas en los últimos años.

Cuando los semiconductores, en las células solares, por ejemplo, convertir la energía de la luz en electricidad, esto suele ocurrir una partícula a la vez. Un solo fotón que cae da como resultado un solo electrón excitado (y el correspondiente "agujero" donde solía estar el electrón) que puede transportar una corriente eléctrica. Sin embargo, en ciertos materiales, si la luz que cae es lo suficientemente enérgica, como resultado, se pueden excitar más pares de electrones y huecos; este proceso se conoce como multiplicación de portadores.

Cuando ocurre la multiplicación de portadores, la conversión de luz en electricidad puede volverse mucho más eficiente. Por ejemplo, en células solares ordinarias, hay un límite teórico (el llamado límite de Shockley-Queisser) en la cantidad de energía que se puede convertir, como máximo, un poco más del 33 por ciento de la energía solar se convierte en energía eléctrica. En nanocristales semiconductores bajo el efecto de multiplicación de portadores, sin embargo, Se prevé una eficiencia máxima de hasta el 44 por ciento.

Por lo tanto, Los investigadores han buscado el efecto de multiplicación de portadores en perovskitas. Ahora, de Weerd, Gomez y Gregorkiewicz, junto a sus colaboradores, informar de este fenómeno. Usando métodos de espectroscopia, los investigadores demostraron que los nanocristales de perovskita hechos de cesio, multiplicación de portadores de visualización de plomo y yodo. Es más, argumentan que la eficiencia de este efecto es mayor que la reportada hasta ahora para cualquier otro material; con este hallazgo, las extraordinarias propiedades de las perovskitas reciben un nuevo impulso.

De Weerd, quien defendió con éxito su Ph.D. tesis basada en esta y otras investigaciones de la semana pasada, dice, "Hasta ahora, no se había informado de multiplicación de portadores para perovskitas. El hecho de que ahora lo hayamos encontrado tiene un gran impacto fundamental en este próximo material. Por ejemplo, esto muestra que los nanocristales de perovskita pueden usarse para construir fotodetectores muy eficientes, y en el futuro quizás células solares ".