Científicos británicos desarrollan “embudos de carga” para aumentar la eficiencia de células solares

Físicos de la Universidad de Exeter descubrieron una técnica que puede “canalizar” una carga generada en una célula solar hacia un área donde se puede extraer como electricidad. El equipo de Exeter dice que este descubrimiento podría conducir a la creación de células solares con más del triple de la eficiencia de las tecnologías actuales, prediciendo eficiencias de conversión de más del 60 %.

En el artículo”Strain-engineered inverse charge-funnelling in layered semiconductors”, publicado en la revista Nature Communications, los investigadores describen el trabajo con el disulfuro de hafnio semiconductor atómicamente fino (HfS2), que se oxida utilizando una técnica de láser.

Al probar este material, el equipo observó el efecto de canalización de carga y señaló su potencial para el uso en conceptos de células solares de alta eficiencia. “Futuros estudios de los efectos de la ingeniería de bandgap en la vida útil de la recombinación de portadores podrían dilucidar los mecanismos físicos detrás de esta mejora y pueden arrojar luz sobre el papel de los portadores calientes en tales dispositivos filtrados para aplicaciones fotovoltaicas”, afirma el documento. “En particular, el embudo de carga podría permitir que los portadores excitados por encima del bandgap se extraigan antes de que su exceso de energía cinética se pierda por enfriamiento, permitiendo que las células solares confíen en este fenómeno para superar el límite de Shockley-Queisser y llevar su eficiencia por encima del 60 %”.

“La idea es similar a verter un líquido en un recipiente, ya que todos sabemos que es mucho más eficiente si utilizamos un embudo”, dice el autor principal Adolfo De Sanctis, explicando la analogía. “Sin embargo, tales embudos de carga no se pueden realizar con semiconductores convencionales y solo el descubrimiento reciente de materiales atómicamente delgados ha permitido este descubrimiento”.