Investigadores del KAUST crean un nuevo modo de heterounión

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Investigadores del KAUST han publicado una investigación sobre un nuevo modo de heterounión usando grafeno, diseleniuro de wolframio (WSe2) y disulfuro de molibdeno (MoS2).

El equipo ha trabajado en la creación de alternativas a las configuraciones verticales que, aunque permiten la creación de dispositivos fotovoltaicos ultrafinos, requieren de una fabricación muy compleja expuesta a defectos y contaminación.

“Los dispositivos fabricados usando esta técnica [apilamiento vertical] suelen ser poco estables y el modo de fabricación varía de caso en caso”, dice el investigador principal, Meng-LinTsai. Tsai añade que la contaminación durante el proceso de transferencia puede afectar a la calidad del aparato y que las propiedades electrónicas son más difíciles de controlar usando técnicas de apilamiento vertical.

Con el fin de resolver estas cuestiones, el equipo de Tasi ha desarrollado un modo de heterounión lateral en un única capa de WSe2-MoS2 y cada material se deposita después en un substrato de zafiro que posteriormente se transfiere a una superficie con base de silicio para fabricar un instrumento fotovoltaico.

Un microscopio de alta resolución muestra cómo la unión p-n separa claramente los dos materiales sin que haya ninguna diferencia visible en la altura. “Nuestras estructuras son más limpias y óptimas que las ensambladas de forma vertical”, explica Tsai, “porque no necesitamos el procedimiento de transferencia que implica varios pasos”.

Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Advanced Materials, donde se recoge que los dispositivos alcanzaron una eficiencia de conversión del 2,56 % bajo luz solar simulada, y esta eficiencia tan solo se redujo un 5 % con ángulos de incidencia de hasta 75 °.

Tasi y su equipo están convencidos de los beneficios de la heterounión lateral para la fabricación de células solares y planean seguir investigando en este campo. “Estamos intentando comprender la cinética y la termodinámica de estas heterouniones para diseñar células más eficientes”, afirma Tsai.