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Científicos Establecen Nuevo Récord de Eficiencia en Células Solares, Prometiendo Paneles Solares Más Eficaces y un Avance Significativo para el Sector de Energía Solar.
Ingenieros coreanos alcanzaron un hito significativo en la eficiencia de células solares de puntos cuánticos, un paso crucial para la comercialización de esta tecnología de próxima generación de paneles solares. Los puntos cuánticos, ya utilizados como píxeles en pantallas modernas debido a su capacidad para convertir energía en luz con alta eficiencia, muestran ahora su potencial revolucionario en la generación de energía solar.
Tecnología de Puntos Cuánticos Alcanza Eficiencia Mayor que Paneles Solares Comunes
Vale mencionar que estos puntos cuánticos también pueden funcionar de forma invertida, tomando la luz y transformándola en energía, lo que ha llevado a un gran interés en usarlos como paneles solares. Según el profesor Sung-Yeon Jang, del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan, la tecnología que fue desarrollada alcanzó una eficiencia impresionante del 18,1% en células solares de puntos cuánticos.
El enfoque innovador para el sector de energía solar consistió en la síntesis de puntos cuánticos de perovskita basados en cationes orgánicos, garantizando una estabilidad excepcional al mismo tiempo que suprime defectos internos en la capa fotoactiva de las células solares, los prototipos mantuvieron su eficiencia incluso después del almacenamiento a largo plazo.
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Sang-Hak Lee, responsable por la innovación, destacó que investigaciones anteriores con paneles solares de punto cuántico utilizaban predominantemente PQDs inorgánicos. A través de este estudio, se demostró el potencial al enfrentar los desafíos relacionados con los PQDs orgánicos, que se revelaron difíciles de utilizar.
Es importante resaltar que PQD es la sigla en inglés para punto cuántico de perovskita. La eficiencia se alcanza incluso menos de la mitad de las células solares más avanzadas de semiconductores tradicionales, sin embargo, el logro está siendo celebrado porque rompe una dificultad que había estado bloqueando el desarrollo de esta nueva tecnología y, como resultado, el avance del sector de energía solar.
PQDs Llaman la Atención y Pueden Ser Utilizados en los Paneles Solares
Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores con dimensiones típicas que varían de unos pocos a decenas de nanómetros, cuyas propiedades fotoeléctricas varían de acuerdo con su tamaño.
El interés en ellos 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 PQDs, en particular, han llamado bastante la atención debido a sus excelentes propiedades fotoeléctricas. Además, su proceso de producción implica una simple pulverización o la aplicación en solvente, reduciendo la necesidad del proceso de crecimiento en sustratos.
Este enfoque simplificado permite una producción de alta calidad, en varios entornos de fabricación, a un costo muy bajo, reduciendo los precios de los equipos de energía solar. Sin embargo, su uso práctico como células solares depende de una tecnología que reduzca la distancia entre los puntos cuánticos mediante un ligante de intercambio, una molécula grande que se conecta a la superficie de los puntos cuánticos para interconectarlos.
Equipo Utiliza Estrategia Única para Alcanzar Mayor Eficiencia en Energía Solar
Los puntos cuánticos de perovskita orgánicos son más problemáticos, presentando defectos en sus cristales y superficies durante el proceso de sustitución. Las células solares de punto cuántico de perovskita inorgánicos, por su parte, están estancadas en una eficiencia cercana al 16%.
El equipo rompió esta barrera empleando una estrategia de ligantes de intercambio a base de yoduro de alquilamonio, sustituyendo de forma efectiva los ligantes por puntos cuánticos de perovskita orgánicos, con un gran aprovechamiento de energía solar.
Este avance permite la creación de una capa fotoactiva de puntos cuánticos para paneles solares con alta eficiencia de sustitución y defectos controlados.
Como resultado, la eficiencia de los PQDs orgánicos, anteriormente limitada al 13% usando la tecnología existente de sustitución de ligantes, ha sido significativamente mejorada al 18,1%. Además, estas células solares demuestran una estabilidad óptima, manteniendo su rendimiento incluso después del almacenamiento a largo plazo por más de dos años.
Boaz