Se logra un nuevo récord de eficiencia para las células solares de puntos cuánticos

Nuevo ligando

5 de febrero de 2024 12:04 Robert Klatt

El desarrollo de células solares de puntos cuánticos se encuentra todavía en sus primeras etapas. Gracias a los nuevos ligandos, la eficiencia y la vida útil han aumentado significativamente.

Ulsan (Corea del Sur). Las células solares convencionales sólo pueden absorber una longitud de onda específica de la luz incidente. El silicio se utiliza habitualmente como material que absorbe las longitudes de onda rojas de la luz. Las células solares de puntos cuánticos, por el contrario, están formadas por nanoestructuras muy pequeñas, que normalmente están hechas de un material semiconductor. Por lo tanto, se puede influir en qué longitudes de onda de luz absorben para aumentar su eficiencia.

Según una publicación en la revista Nature Energy, investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) han producido una célula solar de punto cuántico a partir del material perovskita que tiene una eficiencia récord del 18,1 por ciento. El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de EE. UU. ha confirmado ahora la eficiencia.

La perovskita orgánica aumenta la eficiencia

Según los científicos de UNIST, las células solares de puntos cuánticos utilizan un nuevo ligando que permite reducir la distancia entre los puntos cuánticos. Además, se utilizó perovskita orgánica, que hasta ahora se consideraba demasiado inestable, pero que tiene una eficiencia significativamente mayor que la perovskita inorgánica.

Hasta ahora, un problema de las células solares de puntos cuánticos hechas de materiales orgánicos ha sido su corta vida útil. Algunos ligandos no pueden soportar el mal tiempo y la luz solar constante ni destruir la delicada estructura cristalina de la perovskita. Por lo tanto, no son adecuados para sistemas solares que deben resistir las inclemencias del tiempo.

Los nuevos ligandos hacen que las células solares de puntos cuánticos sean significativamente más duraderas. Pueden soportar 300 horas a 80 grados y 1.200 horas de exposición a la luz. Sin embargo, esto todavía no es suficiente para el uso industrial. Si la investigación puede aumentar significativamente la vida útil, las células solares de puntos cuánticos podrían hacer que la construcción de parques solares sea más eficiente y más barata.

Energía de la naturaleza, doi: 10.1038/s41560-024-01450-9