Mejorar el diseño de las células solares es fundamental para mejorar el consumo de energía. Últimamente, los científicos se han centrado en hacer que las células solares sean más eficientes, flexibles y portátiles para permitir su integración en las aplicaciones cotidianas. En consecuencia, se han desarrollado nuevas células solares de película delgada, ligeras y flexibles.Sin embargo, no es fácil combinar la eficiencia con la flexibilidad. Para que un material generalmente un semiconductor sea eficiente, debe tener una pequeña "banda prohibida", la energía requerida para excitar los portadores de carga para la conducción eléctrica, y debeabsorber y convertir una gran parte de la luz solar en electricidad. Hasta la fecha, no se ha desarrollado un absorbente eficiente adecuado para células solares de película delgada.
Normalmente, los portadores de carga en un semiconductor se generan en pares de electrones cargados negativamente y "huecos" cargados positivamente esencialmente, la "ausencia" de electrones. Para una conducción eléctrica eficiente, estos electrones y huecos deben estar separados. Clase Ade materiales llamados "ferroeléctricos" pueden facilitar en gran medida esta separación, gracias a su "polarización eléctrica" espontánea, un fenómeno análogo a la magnetización espontánea en el hierro. Sin embargo, debido a los grandes huecos de banda y la pobre conversión de luz a electricidad, han visto limitadosaplicaciones fotovoltaicas.
en un nuevo estudio publicado en Materiales aplicados e interfaces , científicos de Corea abordaron este problema y propusieron una solución novedosa en forma de óxidos "antiperovskita", denominados Ba 4 Pn 2 O, con Pn como sustituto de arsénico As o antimonio Sb. Utilizando cálculos de la teoría funcional de la densidad, los científicos investigaron varias propiedades físicas de los óxidos de antiperovskita y revelaron que exhiben polarización eléctrica espontánea, lo que los hace de naturaleza ferroeléctrica.El profesor Youngho Kang de la Universidad Nacional de Incheon, quien dirigió el estudio, explica: En la configuración de energía mínima del Ba 4 Pn 2 Estructura O, encontramos que los iones O y los iones Ba se desplazan de sus posiciones originales en direcciones opuestas. Estos desplazamientos dieron lugar a una polarización eléctrica distinta de cero, una firma clásica de ferroelectricidad ".
Dado que la polarización espontánea ayuda a la separación de pares de electrones y huecos, esto implicaba que los óxidos de antiperovskita podían extraer portadores de carga de manera eficiente. Además, los cálculos mostraron que sus espacios de banda son ideales para una absorción eficiente de la luz solar, permitiendo incluso una capa muy delgadade Ba 4 Pn 2 O para producir una fotocorriente sustancial.
Resultados tan prometedores han entusiasmado a los científicos sobre las perspectivas futuras de las células solares de película delgada. El profesor Kang conjetura: "Nuestros resultados son una firme confirmación de que las antiperovskitas pueden ser absorbentes eficientes para las células solares de película delgada. Dada su versatilidad,pueden ser varias aplicaciones de la vida real para estas células solares, incluso para cargar teléfonos móviles cuando hay luz solar disponible. Además, su flexibilidad puede permitir la fabricación de dispositivos portátiles autónomos como relojes inteligentes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Incheon . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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