Las células de puntos cuánticos diseñadas con dos capas podrían, en potencia, conseguir una mayor eficiencia.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Toronto ha creado la primera célula solar de dos capas formada por puntos cuánticos, unas nanopartículas que absorben la luz. Los puntos cuánticos, que pueden ser ajustados para absorber diferentes partes del espectro solar variando su tamaño, se consideran una prometedora vía para la creación de células solares de bajo coste, ya que las partículas se pueden rociar sobre superficies prácticamente como se hace con la pintura.
Las células solares convencionales están ajustadas para convertir la luz de una única longitud de onda en electricidad, y el resto del espectro solar o bien pasa a través de ellas o se convierte de forma ineficiente. Una célula de dos capas, conocida como célula en tándem, en teoría puede alcanzar un 42 por ciento de eficiencia, en comparación con el rendimiento máximo teórico del 31 por ciento de las células con una sola capa.
En la célula de los investigadores de Toronto, una capa de puntos cuánticos se ajusta para captar la luz visible y la otra para captar la luz infrarroja. Los investigadores también encontraron una manera de reducir la resistencia eléctrica entre las capas, un problema que puede limitar la potencia de salida de una célula de dos capas. Introdujeron una capa de transición, compuesta de cuatro películas de óxidos de metales diferentes, que mantiene la resistencia «baja y adecuada». Los investigadores eligieron óxidos transparentes para esta capa, lo que permite que la luz pase a través de ella hasta la célula de abajo.
El resultado, que se describe esta semana en la revista Nature Photonics, es una célula tándem que captura una amplia gama del espectro, y tiene una eficiencia del 4,2 por ciento. Sargent explica que el enfoque se puede utilizar para hacer capas triples, e incluso cuádruples, lo que podría ser incluso mejor. El objetivo del equipo es superar el 10 por ciento de eficiencia en cinco años y seguir mejorando a partir de ahí. Los paneles solares convencionales tienen alrededor del 15 por ciento de eficiencia, aunque las células de puntos cuánticos con un poco menos de eficiencia todavía podrían arrojar ventajas en términos de costes totales para la energía solar si se demuestra que son significativamente menos costosas de fabricar.
Fuente: TechnologyReview
