![\"[Img](\"https:\/\/noticiasdelaciencia.com\/upload\/images\/02_2022\/2927_record-de-eficiencia-de-celula-solar-con-nanocristales.jpg\")
<\/span><\/p>\nYongjie Wang sosteniendo el dispositivo en la mano, con Gerasimos Konstantatos en el fondo. (Foto: \u00a9 ICFO)<\/p>\n
Los investigadores dise\u00f1aron, de manera muy h\u00e1bil, una capa de nanocristales en el interior de la c\u00e9lula solar con una nueva t\u00e9cnica, llamada ingenier\u00eda del desorden de cationes. Mediante un proceso de cocci\u00f3n suave de los nanocristales de AgBiS2, ajustaron las posiciones at\u00f3micas de los cationes dentro de la red cristalina. De esta manera, forzaron el intercambio de lugar entre los cationes obteniendo una distribuci\u00f3n homog\u00e9nea de estos. Aplicando diferentes temperaturas de cocci\u00f3n para obtener distribuciones de cationes en la red cristalina, los autores del estudio demostraron que este material semiconductor tiene un coeficiente de absorci\u00f3n entre 5 y 10 veces mayor que el de cualquier otro material utilizado hoy en d\u00eda en tecnolog\u00eda fotovoltaica e incluso a lo largo de un mayor rango espectral que va desde el ultravioleta (400 nan\u00f3metros) hasta el infrarrojo (1000 nan\u00f3metros). A fin de lograr este resultado, los investigadores tuvieron que dise\u00f1ar una nueva t\u00e9cnica de qu\u00edmica de superficie para el nuevo material que preservara la calidad optoelectr\u00f3nica de los nanocristales tras su cocci\u00f3n. Para ello, los investigadores utilizaron \u00e1cido mercaptopropi\u00f3nico como ligando de la pasivaci\u00f3n, el cual ayudo a preservar la calidad del material durante la cocci\u00f3n.<\/p>\n
Para predecir y verificar las hip\u00f3tesis del trabajo, los autores del estudio realizaron diferentes c\u00e1lculos basados en la Teor\u00eda de Densidad Funcional que confirmaron la evidencia experimental. Kavanagh explica: \u201cLa importancia del desorden at\u00f3mico en las c\u00e9lulas solares inorg\u00e1nicas es actualmente un tema candente de discusi\u00f3n en el \u00e1rea. Nuestras investigaciones te\u00f3ricas sobre la termodin\u00e1mica y los efectos \u00f3pticos\/electr\u00f3nicos del desorden de cationes en AgBiS2 revelaron tanto la accesibilidad en la redistribuci\u00f3n de cationes as\u00ed como su efecto sobre las propiedades optoelectr\u00f3nicas del material. Nuestros c\u00e1lculos mostraron que una distribuci\u00f3n homog\u00e9nea de cationes producir\u00eda un rendimiento \u00f3ptimo de las c\u00e9lulas solares en estos materiales desordenados, lo que corrobora los descubrimientos experimentales\u201d.<\/p>\n
Con estos resultados, el equipo construy\u00f3 una c\u00e9lula solar ultrafina, procesada en soluci\u00f3n, y deposit\u00f3 capa por capa los nanocristales de AgBiS2 sobre ITO\/Glass, uno de los sustratos de \u00f3xido transparentes conductores m\u00e1s utilizados hoy en d\u00eda. Recubrieron los dispositivos con una soluci\u00f3n de PTAA (poly triaryl amine) y, al iluminar el dispositivo con luz solar artificial, registraron una eficiencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda solar a electricidad en exceso al 9% para un dispositivo con un grosor total inferior a los 100 nan\u00f3metros, entre 10 y 50 veces m\u00e1s delgado que con las tecnolog\u00edas fotovoltaicas ultrafinas actuales y 1000 veces m\u00e1s delgado que con las c\u00e9lulas fotovoltaicas de silicio.<\/p>\n
Uno de los mejores dispositivos fabricados por el equipo fue enviado a Newport (Estados Unidos), a un laboratorio de calibraci\u00f3n fotovoltaico (PV) acreditado, que certific\u00f3 una eficiencia de conversi\u00f3n del 8,85%, bajo iluminaci\u00f3n solar completa de AM 1,5G. Como comenta el investigador del ICFO y primer autor del estudio, Yongjie Wang: \u201cAl principio fue un desaf\u00edo fabricar unos dispositivos tan delgados. Despu\u00e9s de lograr controlar el proceso y la optimizaci\u00f3n de la c\u00e9lula de manera completa, incluida la optimizaci\u00f3n de las capas de transporte de electrones y sus huecos, encontramos finalmente una estructura altamente reproducible para c\u00e9lulas solares eficientes con una estabilidad mejorada. Es realmente emocionante ver que un dispositivo de 30 nan\u00f3metros ofrece una densidad de corriente de cortocircuito tan alta, de hasta 27 mA\/cm2, y una eficiencia de hasta el 9%.\u201d<\/p>\n
Finalmente, como recalca Konstantatos, \u201clos dispositivos fabricados para este estudio han establecido un r\u00e9cord entre las c\u00e9lulas solares inorg\u00e1nicas en t\u00e9rminos de estabilidad, factor de forma y rendimiento, fabricadas de manera \u201cverde\u201d y a baja temperatura, con m\u00e9todos de procesado en soluci\u00f3n. La ingenier\u00eda del desorden de cationes en nanocristales de AgBiS2 para sistemas multinarios ha demostrado ofrecer un coeficiente de absorci\u00f3n superior a cualquier otro material fotovoltaico utilizado hasta la fecha, lo que permite conseguir dispositivos fotovoltaicos absorbentes extremadamente delgados y altamente eficientes. Estamos muy contentos con los resultados y continuaremos avanzando en esta l\u00ednea de estudio para explorar y explotar sus intrigantes propiedades para la energ\u00eda fotovoltaica as\u00ed como para otros dispositivos optoelectr\u00f3nicos\u201d. (Fuente: ICFO)<\/p>\n
Fuente:<\/p>\n
Redacci\u00f3n, N. D. L. C. (2022b, febrero 24). R\u00e9cord de eficiencia de c\u00e9lula solar con nanocristales de AgBiS2<\/i>. Noticias de la Ciencia y la Tecnolog\u00eda (Amazings\u00ae \/ NCYT\u00ae). Recuperado 24 de febrero de 2022, de https:\/\/noticiasdelaciencia.com\/art\/43744\/record-de-eficiencia-de-celula-solar-con-nanocristales-de-agbis2<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Colocados generalmente sobre tejados y distribuidos en granjas solares, los paneles solares de c\u00e9lulas solares de silicio son, de momento, uno de los sistemas m\u00e1s eficientes para generar electricidad a partir de la luz solar. Pero su fabricaci\u00f3n tiende a ser costosa, con un alto consumo energ\u00e9tico, adem\u00e1s de resultar pesados y voluminosos. Las posibles […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":26416,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[82],"tags":[],"class_list":["post-26415","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-energias-alternas"],"yoast_head":"\n