Científicos descubren nanotubos fotovoltaicos

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Los científicos que investigan varias funciones para un nanotubo semiconductor han descubierto que uno de estos materiales –hecho de disulfuro de tungsteno– muestra el efecto fotovoltaico “a granel” (bulk photovoltaic effect, BPVE) con una eficiencia muy superior a la de otros materiales conocidos por mostrar el fenómeno. BPVE se produce cuando se genera una corriente en toda la estructura de un material en lugar de depender de una unión entre materiales.

“Esencialmente, nuestro material de investigación genera electricidad como los paneles solares, pero de una manera diferente”, dijo el profesor de la Universidad de Tokio Yoshihiro Iwasa. “Demostramos por primera vez que los nanomateriales pueden superar un obstáculo que pronto limitará la tecnología solar actual.”

El disulfuro de tungsteno solo presenta un efecto fotovoltaico cuando se enrolla en nanotubos. El efecto fotovoltaico en masa se produce porque el nanotubo no es simétrico y la corriente generada tiene una dirección de entrada preferente. Se ha demostrado que otros materiales con una estructura similar de ‘simetría de inversión rota’ exhiben BPVE, pero Iwasa y su equipo encontraron que, con los nanotubos de disulfuro de tungsteno, la eficiencia de conversión era mucho mayor que la observada anteriormente.

“Nuestra investigación muestra una mejora de un orden de magnitud en la eficiencia de BPVE en comparación con su presencia en otros materiales”, dijo Iwasa. El estudio ha sido publicado en Nature.

En teoría, BPVE podría proporcionar a los científicos el camino hacia células solares de mayor eficiencia. Sin embargo, las eficiencias observadas hasta ahora son demasiado bajas para ir más allá del laboratorio. Iwasa también señaló que la ampliación del nanotubo a un tamaño relevante representa un desafío importante.

“A pesar de esta enorme ganancia, nuestro nanotubo WS2 todavía no puede compararse con el potencial de generación de los materiales de unión p-n”, añadió. “Esto se debe a que el dispositivo es nanoscópico y será difícil de hacer más grande. Pero es posible, y espero que los químicos se inspiren para aceptar ese desafío”.