Investigadores de Reino Unido buscan mejorar la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor en revestimientos para células solares

Los investigadores de la Universidad de Liverpool han publicado un artículo en la revista Advanced Functional Materials en el que explican cómo se puede mejorar la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor. Este tipo de vidrio se usa comúnmente para la producción de pantallas táctiles, células solares y ventanas de alta eficiencia energética.

Se aplican revestimientos al vidrio sobre estos elementos para que conduzcan la electricidad y, al mismo tiempo, permitan el paso de la luz. El equipo de investigación de la Universidad de Liverpool cree que hay un potencial sin explotar para mejorar el rendimiento en dichos dispositivos.

Los físicos han identificado los factores que han estado limitando la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor. Este debería permitir normalmente altos niveles de conducción de electricidad porque se espera que los átomos de flúor sustituidos en los sitios de la red de oxígeno den un electrón libre adicional para la conducción.

Sin embargo, los científicos han informado de que, al usar una mezcla de datos experimentales y teóricos, encontraron que por cada dos átomos de flúor que proporcionan un electrón libre adicional, otro ocupa una posición reticular normalmente desocupada en la estructura cristalina de dióxido de estaño.

Cada átomo de flúor llamado “intersticial”, explican los científicos, captura uno de los electrones libres y, por lo tanto, se carga negativamente. Esto reduce la densidad de electrones a la mitad y también produce una mayor dispersión de los electrones libres restantes. Esto da como resultado una conductividad limitada para el dióxido de estaño dopado con flúor.

Jack Swallow, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de la Universidad y el Instituto Stephenson para Energías Renovables, dijo: “Identificar el factor que ha estado limitando la conductividad del dióxido de estaño dopado con flúor es un descubrimiento importante y podría conducir a recubrimientos con mayor transparencia y hasta cinco veces más conductividad, lo que reduciría costos y mejoraría el rendimiento en una gran variedad de aplicaciones de pantallas táctiles, LED, células fotovoltaicas y ventanas eficientes desde el punto de vista energético”. El equipo que lidera la investigación ahora planea encontrar nuevos dopantes novedosos que eviten estos inconvenientes.

La investigación contó con la participación de físicos de la Universidad, del Surrey Ion Beam Center, y la colaboración con químicos computacionales del University College London y el fabricante mundial de vidrio NSG Group.

Artículo escrito por Frederic Brown