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Los científicos establecieron un nuevo récord de eficiencia de las células solares, prometiendo paneles solares más eficaces y un avance significativo para el sector de la energía solar.
Los ingenieros coreanos lograron un hito significativo en la eficiencia de las células solares de puntos cuánticos, un paso crucial hacia la comercialización de esta tecnología de paneles solares de próxima generación. Los puntos cuánticos, ya utilizados como píxeles en las pantallas modernas por su capacidad de convertir energía en luz con alta eficiencia, muestran ahora su potencial revolucionario en generación de energía solar.
Tecnología puntual cuántico logra una mayor eficiencia que los paneles solares comunes
Cabe mencionar que estos puntos cuánticos también pueden funcionar a la inversa, tomando luz y transformándola en energía, lo que ha generado un gran interés en utilizarlos como paneles solares. Según el maestro Sung Yeon Jang, del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan, la tecnología desarrollada logró una eficiencia impresionante de 18,1% en células solares de puntos cuánticos.
El enfoque innovador para el sector de la energía solar consistió en la síntesis de puntos cuánticos de perovskita basados en cationes orgánicos, lo que garantiza una estabilidad excepcional y al mismo tiempo suprime los defectos internos en la capa fotoactiva de las células solares. Los prototipos mantuvieron su eficiencia incluso después de un almacenamiento prolongado.
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Sang-Hak Lee, responsable de Innovación, destacó que investigaciones anteriores sobre paneles solares de puntos cuánticos utilizaban predominantemente PQD inorgánicos. A través de este estudio, se demostró el potencial para abordar los desafíos relacionados con las PQD orgánicas, que han resultado difíciles de usar.
Es importante resaltar que PQD es el acrónimo en inglés de punto cuántico. perovskita. La eficiencia se logra incluso con menos de la mitad de las más avanzadas células solares semiconductoras tradicionales, sin embargo, la hazaña se celebra porque rompe una dificultad que venía frenando el desarrollo de esta nueva tecnología y, en consecuencia, el avance del sector de la energía solar.
Los PQD llaman la atención y pueden usarse en paneles solares
Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores con dimensiones típicas que van desde unos pocos hasta decenas de nanómetros, y sus propiedades fotoeléctricas varían según su tamaño.
El interés por ellas creció aún más después de que el año pasado los tres científicos que descubrieron y desarrollaron estas nanopartículas semiconductoras recibieron el Premio Nobel de Química.
Los PQD, en particular, han atraído mucha atención debido a sus excelentes propiedades fotoeléctricas. Además, su proceso de producción implica una simple pulverización o aplicación en disolvente, reduciendo la necesidad del proceso de crecimiento sobre sustratos.
Este enfoque simplificado permite una producción de alta calidad, en múltiples entornos de fabricación, a un costo muy bajo, lo que reduce los precios de los equipos de energía solar. Sin embargo, su uso práctico como las células solares depende de una tecnología que reduce la distancia entre puntos cuánticos mediante un ligando de intercambio, una molécula grande que se adhiere a la superficie de los puntos cuánticos para interconectarlos.
El equipo utiliza una estrategia única para lograr una mayor eficiencia en la energía solar
Los puntos cuánticos de perovskita orgánica son más problemáticos y muestran defectos en sus cristales y superficies durante el proceso de reemplazo. Mientras tanto, las células solares de puntos cuánticos de perovskita inorgánica tienen una eficiencia cercana al 16%.
El equipo rompió esta barrera empleando una estrategia de ligando de intercambio basada en yoduro de alquilamonio, reemplazando efectivamente los ligandos con puntos cuánticos de perovskita orgánica, con un uso óptimo de la energía solar.
Este avance permite crear una capa fotoactiva de puntos cuánticos para paneles solares con alta eficiencia de sustitución y defectos controlados.
En consecuencia, la eficiencia de los PQD orgánicos, anteriormente limitada al 13 % utilizando la tecnología de reemplazo de ligando existente, mejoró significativamente al 18,1 %. Además, estas células solares demuestran una estabilidad óptima, manteniendo su rendimiento incluso después de un almacenamiento prolongado de más de dos años.
Boaz