Las perovskitas forman un grupo de cristales que tienen muchas propiedades prometedoras para aplicaciones en nanotecnología. Sin embargo, una propiedad útil que hasta ahora no se observó en las perovskitas es la llamada multiplicación de portadores, un efecto que hace que los materiales sean mucho más eficientes en la conversiónluz en electricidad. Una nueva investigación realizada en colaboración entre la Universidad de Amsterdam UA y la Universidad de Osaka OU y dirigida por el profesor Tom Gregorkiewicz UA, OU y el profesor Yasufumi Fujiwara OU, ha demostrado que ciertas perovskitasde hecho tienen esta propiedad deseable.
Los cristales son configuraciones de átomos, moléculas o iones, que se ordenan en una estructura que se repite en todas las direcciones. Todos hemos encontrado algunos cristales en la vida cotidiana: la sal común, el diamante e incluso los copos de nieve son ejemplos. Lo que quizás sea menos bueno-se sabe que ciertos cristales muestran propiedades muy interesantes cuando su tamaño no es el de nuestra vida cotidiana sino la de los nanómetros, unas pocas billonésimas de metro. Allí, ingresamos al mundo de los nanocristales, estructuras que han demostrado ser extremadamente útilesen la construcción de aplicaciones tecnológicas a escalas pequeñas.
Perovskitas - nombrado después de 19 th el mineralogista ruso del siglo Lev Perovski - forman una familia particular de nanocristales que comparten la misma estructura cristalina. A nanoescala, estas perovskitas tienen muchas propiedades electrónicas deseables, lo que las hace útiles para construir, por ejemplo, LED, pantallas de TV, células solaresy láseres. Por esta razón, en los últimos años los nanocristales de perovskita han sido ampliamente estudiados por los físicos.
multiplicación portadora
Una propiedad que hasta ahora no se había demostrado que existiera en las perovskitas es la multiplicación de portadores. Cuando los nanocristales, en las células solares, por ejemplo, convierten la energía de la luz en electricidad, generalmente se hace una partícula a la vez:un solo fotón que cae da como resultado un solo electrón excitado y el correspondiente "agujero" donde solía estar el electrón que puede transportar una corriente eléctrica. Sin embargo, en ciertos materiales, si la luz que entra es lo suficientemente energética, más pares de agujeros de electronescomo resultado, este proceso se conoce como multiplicación de portadores.
Cuando se produce la multiplicación de portadores, la conversión de la luz en electricidad puede ser mucho más eficiente. Por ejemplo, en las células solares normales hay un límite teórico el llamado límite de Shockley-Queisser en la cantidad de energía que se puede convertirde esta manera: a lo sumo, un poco del 30% de la energía solar se convierte en energía eléctrica. Sin embargo, en los materiales que muestran el efecto multiplicador del portador, ya se ha obtenido una eficiencia de hasta el 44%.
PhD
Esto hace que sea muy interesante buscar el efecto de multiplicación de portadores en perovskitas también, y eso es precisamente lo que el Dr. Chris de Weerd y el Dr. Leyre Gómez del grupo de Materiales Optoelectrónicos dirigido por el profesor Tom Gregorkiewicz, en colaboración con elEl grupo del profesor Yasufumi Fujiwara, y con el apoyo de sus colegas del Instituto Nacional AIST en Tsukuba y la Universidad Técnica de Delft, lo han hecho ahora, utilizando métodos de espectroscopía, estudiando las frecuencias de la radiación que proviene de un material después de iluminarlo brevemente conun destello de luz: los investigadores demostraron que los nanocristales de perovskita hechos de cesio, plomo y yodo muestran una multiplicación de portadores. Además, argumentan que la eficacia de este efecto es más alta que la reportada hasta ahora para cualquier otro material;¡Este hallazgo, por lo tanto, las extraordinarias propiedades de la perovskita reciben un nuevo impulso!
De Weerd, quien defendió con éxito su tesis de doctorado basada en esta y otras investigaciones la semana pasada, dice: "Hasta ahora, no se había informado la multiplicación de portadores para perovskitas. Que ahora hemos encontrado que tiene un gran impacto fundamental en este próximo material"Por ejemplo, esto muestra que las perovskitas se pueden usar para construir fotodetectores muy eficientes y, en el futuro, tal vez células solares ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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