La célula solar de puntos cuánticos más eficiente del mundo

Un avance pionero en energía solar ha impulsado el desarrollo de la célula solar de puntos cuánticos que mayor eficiencia ha alcanzado de entre todas las de su tipo creadas hasta ahora en todo el mundo. Este logro supone un salto significativo hacia la comercialización de estas células solares de puntos cuánticos de nueva generación.

Las células solares de este nuevo modelo han demostrado un rendimiento excepcional, y además han conservado su eficiencia incluso tras un almacenamiento prolongado.

El avance es obra de un equipo que incluye a Sung-Yeon Jang y Havid Aqoma Khoiruddin, del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) en Corea del Sur.

Las nuevas células solares de puntos cuánticos han alcanzado una eficiencia del 18,1%, algo impresionante para células solares de esta clase.

"Este notable logro representa la mayor eficiencia entre las células solares de puntos cuánticos reconocida por el prestigioso Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos", enfatiza Jang.

El creciente interés por las aplicaciones de los puntos cuánticos es evidente, ya que el año pasado tres científicos que descubrieron y desarrollaron puntos cuánticos, como productos nanotecnológicos avanzados, fueron galardonados con el Premio Nobel de Química. Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores con dimensiones típicas que oscilan entre varios nanómetros y decenas, capaces de controlar las propiedades fotoeléctricas en función de su tamaño de partícula.

Las capas que conforman el diseño empleado para las nuevas células solares. (Imagen: UNIST)

Los puntos cuánticos de perovskita, en particular, han suscitado gran interés entre los investigadores debido a sus extraordinarias propiedades fotoeléctricas. Además, su proceso de fabricación solo requiere una simple pulverización o aplicación de un disolvente, eliminando la necesidad del proceso de formación sobre sustratos. Esto permite una producción de alta calidad a un coste modesto.

Sin embargo, el uso práctico de los puntos cuánticos para células solares ha venido necesitando una tecnología que reduzca la distancia entre puntos cuánticos de un modo adecuado. La dificultad de lograr una fabricación perfecta ha limitado típicamente la eficiencia de los puntos cuánticos de perovskita a un 16 por ciento e incluso a un 13 por ciento.

Jang y sus colegas han empleado una nueva y eficaz estrategia con la que han conseguido la creación de una capa fotoactiva de puntos cuánticos apta para aprovechar mucho mejor las posibilidades de la tecnología, consiguiendo la citada eficiencia del 18,1 por ciento.

El equipo de Jang expone los detalles técnicos de su avance en la revista académica Nature Energy, bajo el título “Alkyl ammonium iodide-based ligand exchange strategy for high-efficiency organic-cation perovskite quantum dot solar cells”. (Fuente: NCYT de Amazings)