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Viernes, 6 mayo 2011
Nanotecnología

Paneles solares más eficientes reduciendo el tamaño de sus puntos cuánticos

Los puntos cuánticos son átomos artificiales que retienen los electrones en un espacio pequeño. Tienen un comportamiento atómico que origina a escala nanométrica propiedades electrónicas inusuales. Estas singulares propiedades pueden ser particularmente valiosas para la tarea de regular a voluntad el modo en que la luz interactúa con la materia.

Los avances que en el campo de los puntos cuánticos aplicados a la energía fotovoltaica están logrando Mark Lusk y sus colegas de la Escuela de Minas de Colorado, Estados Unidos, podrían mejorar significativamente la eficiencia de las células solares.

Ahora han descrito cómo el tamaño de esas partículas que absorben luz (los puntos cuánticos) afecta a la capacidad de las partículas para transferir energía a los electrones y generar así electricidad.

Este avance proporciona evidencias que respaldan una hipótesis controvertida, conocida por las siglas MEG (del término inglés Multiple-Exciton Generation), que teoriza que es posible que un electrón que ha absorbido energía luminosa, al que se denomina excitón, transfiera esa energía a más de un electrón, obteniéndose así más electricidad con la misma cantidad de luz absorbida.

La verificación experimental de la relación entre la MEG y el tamaño de punto cuántico es un tema de debate, debido en gran medida a la amplia diversidad de resultados en los estudios publicados anteriormente.

En este nuevo estudio, Lusk y sus colaboradores utilizaron un potente sistema informático para cuantificar la relación entre la tasa de la MEG y el tamaño de punto cuántico.

[Img #2285]
Y han encontrado que cada punto tiene una porción del espectro solar con la que produce una mejor MEG, y que los puntos pequeños producen MEG en su porción del espectro más eficientemente que los puntos grandes. Esto implica que las células solares con puntos cuánticos ajustados específicamente para el espectro solar serían mucho más eficientes que las células solares hechas de materiales fabricados sin puntos cuánticos.

El hallazgo permitirá diseñar materiales nanoestructurados que generen más de un excitón a partir de un solo fotón de luz, aprovechando mucho mejor una gran parte de la energía que de otra manera sólo calentaría la célula solar.


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