Celdas solares de puntos cuánticos rompen nuevo récord de eficiencia


Los puntos cuánticos han ofrecido una atractiva opción para la energía solar. Las celdas solares de unión múltiple hechas de puntos cuánticos coloidales han alcanzado una eficiencia de conversión energética del 7 por ciento en pruebas de laboratorio. Pero, aunque esta cifra puede parecer poco impresionante cuando se le compara con las celdas solares regulares de silicio, estas tienen un limite teórico de eficiencia de conversión de 45 por ciento. Esto es posible porque cuando un simple fotón es absorbido por un punto cuántico, produce más de un vínculo de par electrón-hueco, o excitón, duplicando por ende la eficiencia de conversión normal vista en celdas de silicio de unión simple hasta el momento.

Ahora, investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han logrado elevar la capacidad de las celdas solares basadas en puntos cuánticos al producir una que toma luz y la convierte en electricidad con una eficiencia de conversión del 9 por ciento. Incluso, dice el equipo de MIT, esta puede ser producida mediante un método poco costoso que promete mantener los costos de fabricación bajos.

Los investigadores, quienes publicaron sus hallazgos en Nature Materials, encontraron una forma de producir celdas solares de puntos cuánticos mediante una técnica de procesamiento que no requiere de altas temperaturas o vacío para alcanzar estabilidad en la celda cuando se les expone al aire. Al utilizar tratamientos de ligando, los cuales involucran moléculas o iones que se unen a un metal central, los investigadores fueron capaces de alinear las bandas en las capas de puntos cuánticos, mejorando así el rendimiento de las láminas.

"Cada parte de la celda, con excepción (por ahora) de los electrodos, pueden ser manipulados a temperatura ambiente, con aire, sin necesidad de solución alguna. Es en realidad un avance sin precedentes", afirmó el estudiante Chia-Hao Chuang en un comunicado.

La técnica de procesamiento para las capas de puntos cuánticos permite que los puntos hagan su trabajo tanto individualmente como en grupo para transportar carga eléctrica hacia los bordes de la lámina donde puede ser recolectada para proveer una corriente eléctrica.

9 por ciento de eficiencia puede parece poco para un observador casual, pero el desarrollo de puntos cuánticos en la energía solar ha ido avanzando tan rápidamente que los investigadores están impresionados con el ultimo desarrollo.

"El silicio ha necesitado 6 décadas para llegar a donde está hoy, y este ni siquiera ha alcanzado su limite teórico aún. Uno simplemente no tiene esperanzas que llegue una tecnología completamente nueva a tumbar a la tecnología reinante en apenas unos años de desarrollo", afirmó el profesor Vladimir Bulović al momento de la presentación.

Los investigadores aún necesitan determinar por qué estas láminas son tan estables y a la vez están tan lejos de ser comercialmente viables. Sin embargo, ya han logrado batir el récord de eficiencia solar para celdas de punto cuántico, siendo este un paso gigante hacia la fabricación de celdas solares más económicas y eficientes.

Fotografía por Chia-Hao Chuang.

Silvio Sánchez

Soy la fundadora de TodoSalud.co, una estudiante de enfermería apasionada con la salud y la comunicación. Puedes seguirme en youtube, donde subo videos sobre maternidad; tambien en Instagram y Facebook :)