Las células solares de nanocristales son células solares basadas en un sustrato con una capa de nanocristales. Los nanocristales suelen estar basados en silicio , CdTe o CIGS y los sustratos son generalmente silicio o varios conductores orgánicos. Las células solares de puntos cuánticos son una variante de este enfoque que aprovecha los efectos de la mecánica cuántica para extraer un mayor rendimiento. [1] Las células solares sensibilizadas con tintes son otro enfoque relacionado, pero en este caso la nanoestructuración es parte del sustrato.
Los métodos de fabricación anteriores se basaban en costosos procesos de epitaxia de haces moleculares , pero la síntesis coloidal permite una fabricación más económica. Se obtiene una fina película de nanocristales mediante un proceso conocido como " spin-coating ". Esto implica colocar una cantidad de solución de puntos cuánticos sobre un sustrato plano, que luego se hace girar muy rápidamente. La solución se esparce uniformemente y el sustrato se centrifuga hasta alcanzar el espesor requerido.
En 1991 [2] se investigaron células fotovoltaicas basadas en puntos cuánticos basadas en películas coloidales de TiO 2 sensibilizadas con colorantes y se descubrió que presentaban una eficiencia prometedora en la conversión de la energía de la luz incidente en energía eléctrica, y eran increíblemente alentadoras debido al bajo costo de los materiales utilizados. . Se propuso una arquitectura de un solo nanocristal (canal) en la que una serie de partículas individuales entre los electrodos, cada una separada por ~1 longitud de difusión de excitón, para mejorar la eficiencia del dispositivo [3] y la investigación sobre este tipo de celda solar está siendo realizada por grupos en Stanford, Berkeley y la Universidad de Tokio.
Aunque la investigación aún está en sus inicios, la energía fotovoltaica de nanocristales puede ofrecer ventajas como flexibilidad (fotovoltaica compuesta de polímeros de puntos cuánticos [4] ), costos más bajos, generación de energía limpia [5] y una eficiencia del 65%, [6] en comparación con aproximadamente 20 hasta el 25% para la energía fotovoltaica de primera generación basada en silicio cristalino . [7]
Se argumenta que muchas mediciones de la eficiencia de las células solares de nanocristales son incorrectas y que las células solares de nanocristales no son adecuadas para la fabricación a gran escala. [8]
Investigaciones recientes han experimentado con semiconductores de seleniuro de plomo (PbSe), así como con energía fotovoltaica de telururo de cadmio (CdTe), que ya está bien establecido en la producción de células solares de película delgada de segunda generación . También se están investigando otros materiales.
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )