El nuevo objetivo de un grupo de científicos apuesta por un panel solar a base de grafeno, el cual contará con estructuras bidimensionales de este material y puntos cuánticos con propiedades ópticas y fotoeléctricas controlables para su empleo en paneles solares.
El equipo internacional de investigadores se integra por científicos de La Universidad Hosei (Tokio, Japón), la Universidad MEPhI (Moscú) y la Universidad IFMO (San Petersburgo), y se proponen desarrollar un panel solar a base de grafeno. Este prototipo de placa solar tendrá una eficiencia superior a la de los análogos similares existentes.
Para crear un material nanohíbrido con el uso de puntos cuánticos se optó por el grafeno, el cual está constituido por láminas cristalinas de carbono de un átomo de espesor. El grafeno posee propiedades únicas entre las que destaca la alta conductividad eléctrica. Este factor lo convierte en un material con gran futuro y mucha demanda en la nanoelectrónica.
Ígor Nabíev, catedrático de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Moscú (MEPhI) y responsable del proyecto explica que el objetivo principal es la creación de nanoestructuras híbridas y el estudio de mecanismos físicos que controlan la fotogeneración de portadores de carga en la película de puntos cuánticos que se aplica a la superficie de las láminas de grafeno, así como la transferencia sin radiación de portadores desde los puntos cuánticos al grafeno». Traducido a palabras más cotidianas, con el panel solar a base de grafeno se busca realizar una investigación que arroje la fórmula sobre cómo aumentar la eficiencia de los paneles solares existentes.
Las nanoestructuras híbridas bidimensionales que combinan varios elementos con distintas propiedades útiles y tienen efecto sinérgico son los futuros bloques de construcción para obtener los materiales requeridos para generar la intensidad deseada en los paneles.
Inicialmente se aprovechan las propiedades únicas que poseen los puntos cuánticos para captar la energía solar en banda espectral ancha y segundo, se hace uso de las propiedades eléctricas especiales del grafeno.
«El incremento de la eficiencia de los nuevos sistemas en varios puntos porcentuales con respecto a los paneles solares que se usan en la actualidad podría suponer un gran avance en la creación de nuevas fuentes de energía renovables», menciona Ígor Nabíev.
A lo largo de la realización de este ambicioso proyecto, se revelarán los mecanismos físicos que controlan la fotogeneración de portadores de carga en la película de puntos cuánticos.
También se determinará la eficiencia de la transferencia sin radiación de portadores desde los puntos cuánticos al grafeno y los parámetros de la respuesta fotoeléctrica de la estructura híbrida a la radiación luminosa de diversa intensidad y composición espectral.
Finalmente, se obtendrán prototipos de sistemas fotovoltaicos competitivos de nueva generación que sobresaldrán por su gran eficacia debido a su efecto de ionización por choque o generación multiexcitónica acompañada por la multiplicación de los fotoportadores de corriente.
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*Con información e imágenes de Sputnik News