Un avance para los puntos cuánticos

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Las células solares coloidales de puntos cuánticos (QDSC) han llamado la atención de los investigadores de la energía fotovoltaica en los últimos tiempos gracias a su potencial de alta eficiencia de conversión y procesamiento de bajo costo.

El desarrollo de un dispositivo de puntos cuánticos con una eficiencia del 16,6% por parte de un grupo de la Universidad de Queensland en Australia hizo que se hablara de «la diferencia entre que la tecnología QDSC sea ‘una perspectiva emocionante’ y que sea comercialmente viable».

Sin embargo, la tecnología está todavía muy lejos de salir del laboratorio. Más allá de la eficiencia, hay una serie de otras condiciones que deben cumplirse antes de que se pueda considerar la producción comercial. Una de ellas es probar que tales materiales pueden mantener un fuerte rendimiento durante largos períodos de tiempo en un entorno real al aire libre. Ahora que los científicos están empezando a demostrar el potencial de eficiencia de las células solares de punto cuántico, se está trabajando más en la resistencia.

Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), en Corea del Sur, examinaron más de cerca la degradación de los dispositivos de puntos cuánticos probando las células bajo luz artificial en la atmósfera ambiente. Descubrieron que los iones de yodo en la superficie tendían a oxidarse y a formar una capa en la capa sólida de puntos cuánticos, dañando su estructura y disminuyendo su eficiencia.

Prevenir la oxidación

El grupo sugirió que se añadiera yoduro de potasio a la superficie del punto cuántico como «capa de protección» para evitar la oxidación. Sus resultados después de trabajar con dicha capa se describen en el documento “Stabilizing Surface Passivation Enables Stable Operation Colloidal Quantum Dot Photovoltaic Devices at Maximum Power Point in an Air Ambient”, publicado en Advanced Materials.

«El estudio es para demostrar que el dispositivo fotovoltaico CQD [punto cuántico coloidal] puede funcionar de manera más estable en el entorno de operación real», dijo el profesor Jongmin Choi, del DGIST. «Se espera que los resultados aceleren aún más la comercialización de los dispositivos fotovoltaicos CQD».

Se observó que el escudo de yoduro de potasio aumentaba la eficiencia del dispositivo del 11,4% al 12,6% como resultado de una mejor pasivación de la superficie. Sin encapsulación, se demostró que los dispositivos conservan el 80% de su eficiencia inicial después de 300 horas de funcionamiento al aire libre. Aunque todavía está lejos del rendimiento a nivel comercial, el grupo observó que era el rendimiento más alto hasta ahora registrado para una célula solar de puntos cuánticos. Sin la capa de escudo, se vio que el rendimiento del dispositivo caía al 80% del nivel inicial después de solo 21 horas.

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