Estados Unidos. Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han desarrollado un revestimiento a nanoescala para celdas solares que les permite absorber aproximadamente un 20 por ciento más de luz solar que los dispositivos sin recubrimiento.
El recubrimiento, aplicado con una técnica que podría incorporarse en la fabricación, abre un nuevo camino para desarrollar células solares de bajo costo y alta eficiencia con materiales abundantes, renovables y ecológicos.
El recubrimiento consiste en miles de diminutas perlas de vidrio, solo alrededor de una centésima del ancho de un cabello humano. Cuando la luz del sol incide sobre el recubrimiento, las ondas de luz se dirigen alrededor de la esfera a nanoescala, similar a la forma en que las ondas de sonido viajan alrededor de una pared curva, como la cúpula de la catedral de St. Paul en Londres. En esas estructuras curvas, conocidas como galerías de murmullos acústicos, una persona que se encuentra cerca de una parte de la pared oye fácilmente un sonido tenue que se origina en cualquier otra parte de la pared.
Las galerías susurrantes de la luz se desarrollaron hace aproximadamente una década, pero los investigadores han explorado recientemente su uso en revestimientos de células solares. En el montaje experimental ideado por un equipo que incluye Dongheon Ha de NIST y el NanoCenter de la Universidad de Maryland, la luz captada por el recubrimiento de nanoresonador finalmente se filtra y es absorbida por una célula solar subyacente hecha de arseniuro de galio.
Usando un láser como fuente de luz para excitar nanoresonadores individuales en el recubrimiento, el equipo descubrió que las células solares recubiertas absorbían, en promedio, un 20 por ciento más de luz visible que las células desnudas. Las mediciones también revelaron que las células recubiertas producían aproximadamente un 20 por ciento más de corriente.
El estudio es el primero en demostrar la eficacia de los recubrimientos utilizando mediciones de nanoescala de precisión, dijo Ha. "Aunque los cálculos han sugerido que los revestimientos mejorarían las células solares, no podríamos probar que este era el caso hasta que hayamos desarrollado las tecnologías de medición a nanoescala que se necesitaban", señaló.
El equipo también ideó un método rápido y menos costoso para aplicar el recubrimiento de nanoresonador. Los investigadores habían recubierto previamente material semiconductor sumergiéndolo en una bañera de la solución de nanoresonador. El método de inmersión lleva tiempo y recubre ambos lados del semiconductor, aunque solo un lado requiere el tratamiento.
En el método del equipo, las gotas de la solución de nanoresonador se colocan en un solo lado de la célula solar. A continuación, se tira de una barra de metal enrollada por alambre a través de la celda, extendiendo la solución y formando un recubrimiento hecho de nanorresonadores estrechamente empaquetados. Esta es la primera vez que los investigadores han aplicado el método de varilla, utilizado durante más de un siglo para recubrir el material en un entorno de fábrica, a una célula solar de arseniuro de galio.
Fuente: Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).
