Un nuevo método para construir células solares especiales podría aumentar significativamente su eficiencia. Las células no solo están formadas por capas delgadas, también constan de nanobloques dispuestos específicamente. Esto se ha demostrado en un nuevo estudio realizado por un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU), que fue publicado en la revista científica Nano letras .

Las células solares disponibles comercialmente están hechas principalmente de silicio. "Con base en las propiedades del silicio, no es factible decir que su eficiencia se pueda incrementar indefinidamente, "dice el Dr. Akash Bhatnagar, un físico del Centro de Competencia en Innovación (ZIK) "SiLi-nano" en MLU. Por tanto, su equipo de investigación está estudiando el llamado efecto fotovoltaico anómalo que se produce en determinados materiales. El efecto fotovoltaico anómalo no requiere una unión p-n que, de lo contrario, permite el flujo de corriente en las células solares de silicio. La dirección de la corriente está determinada a nivel atómico por la estructura cristalina asimétrica de los materiales correspondientes. Estos materiales suelen ser óxidos, que tienen algunas ventajas cruciales:son más fáciles de fabricar y significativamente más duraderas. Sin embargo, a menudo no absorben mucha luz solar y tienen una resistencia eléctrica muy alta. "Para utilizar estos materiales y su efecto, Se necesitan arquitecturas celulares creativas que refuercen las ventajas y compensen las desventajas, "explica Lutz Mühlenbein, autor principal del estudio.

En su nuevo estudio, los físicos introdujeron una nueva arquitectura celular, un llamado nanocompuesto. Fueron apoyados por equipos de la Bergakademie Freiberg, el Instituto Leibniz de Modificación de Superficies en Leipzig y la Universidad Banaras Hindu en India. En su experimento, los investigadores apilaron capas individuales de un material típico de solo unos pocos nanómetros de espesor una encima de la otra y las compensaron con tiras de óxido de níquel que corrían perpendicularmente. "Las tiras actúan como una vía rápida para los electrones que se generan cuando la luz solar se convierte en electricidad y que están destinados a alcanzar el electrodo en la celda solar". "Bhatnagar explica. Este es precisamente el transporte que de otro modo se vería obstaculizado por los electrones que tienen que atravesar cada capa horizontal individual".

La nueva arquitectura en realidad aumentó la producción eléctrica de la celda en un factor de cinco. Otra ventaja del nuevo método es que es muy fácil de implementar. "El material forma esta estructura deseada por sí solo. No se necesitan condiciones externas extremas para forzarlo a este estado, "dice Mühlenbein. La idea, para lo cual los investigadores han proporcionado ahora un estudio de viabilidad inicial, también podría aplicarse a materiales distintos al óxido de níquel. Los estudios de seguimiento ahora deben examinar si y cómo se pueden producir estas células solares a escala industrial.