Los científicos de Australia han desarrollado un proceso para calcular el tamaño y la densidad perfectos de los puntos cuánticos necesarios para lograr una eficiencia récord en los paneles solares.

Puntos cuánticos, nanocristales artificiales 100, 000 veces más delgado que una hoja de papel, se puede utilizar como sensibilizadores a la luz, absorbiendo la luz infrarroja y visible y transfiriéndola a otras moléculas.

Esto podría permitir que nuevos tipos de paneles solares capturen más espectro de luz y generen más corriente eléctrica. a través de un proceso de "fusión de luz" conocido como conversión fotoquímica.

Los investigadores, del ARC Center of Excellence in Exciton Science, utilizaron puntos cuánticos de sulfuro de plomo en su ejemplo. El algoritmo es de libre acceso y sus resultados han sido publicados en la revista. Nanoescala .

Significativamente, Los resultados de conversión ascendente existentes logrados por los dispositivos de prueba utilizaron sensibilizadores orgánicos que no funcionan con células solares de silicio, actualmente el tipo de tecnología fotovoltaica más comúnmente disponible, debido a su incapacidad para absorber gran parte de la parte infrarroja del espectro de luz.

Usar el tamaño y la densidad correctos de puntos cuánticos de sulfuro de plomo como sensibilizadores no solo conduciría a aumentos de la eficiencia, sino que también sería compatible con casi toda la tecnología de células solares existente y planificada.

Estos hallazgos indican que cuando se trata del tamaño del punto cuántico, no es tan simple como más grande, significando mejor.

Usando una teoría básica, un punto cuántico más grande podría parecer capaz de capturar más colores de la luz del sol, o más luz de una determinada longitud de onda, y poder ayudar a crear un dispositivo con mayor eficiencia.

Los investigadores, aunque, han tenido en cuenta varias limitaciones prácticas sobre el tamaño de los puntos cuánticos.

Más importante, la parte infrarroja cercana de la luz solar en la superficie de la Tierra tiene una estructura complicada, influenciado por el agua en la atmósfera y el calor del sol.

Esto significa que el color del punto cuántico debe ajustarse para que coincida con los picos de la luz solar, como ajustar un instrumento musical a un cierto tono.

Según el autor correspondiente, el Dr. Laszlo Frazer, el trabajo demuestra que una imagen completa de las condiciones que influyen en el rendimiento de la célula solar, desde la estrella en el centro de nuestro sistema solar hasta partículas a nanoescala, es necesario para lograr la máxima eficiencia.

"Todo esto requiere comprensión del sol, la atmósfera, la célula solar y el punto cuántico, " él dijo.

Si bien los aumentos de eficiencia proyectados demostrados por estos resultados siguen siendo modestos, los beneficios potenciales son considerables, ya que se pueden utilizar en casi todos los dispositivos solares, incluidos los hechos de silicio.

El siguiente paso para los investigadores es diseñar y crear emisores que transferirán energía de los sensibilizadores de puntos cuánticos optimizados de la manera más eficaz.

"Este trabajo nos dice mucho sobre la captura de luz, "Dijo Laszlo.

"Lanzarlo de nuevo es algo que necesita muchas mejoras. Definitivamente hay una necesidad de contribuciones multidisciplinarias aquí".

La autora Benedicta Sherrie de la Universidad de Monash dijo:"Es necesario trabajar más en la construcción de prototipos de células solares con estos sensibilizadores (y con suerte con los emisores adecuados), y probarlos.

"Espero que esta investigación eventualmente permita a la sociedad depender más de la energía solar fotovoltaica que no solo es eficiente, pero también asequible ".