Iluminación de estado sólido eficiente
La iluminación supone más del 20 % del consumo eléctrico y las tecnologías actuales son ineficientes y derrochadoras. Por el contrario, los SSL, que consisten en NC coloidales, son 100 % eficientes, aunque esta tecnología presenta varios problemas. El proyecto EDONHIST («Electronic» doped colloidal nanocrystal heterostructures with designed interfacial composition: Towards the development of new nano-device concepts for lighting and energy technologies), financiado por la Unión Europea, abordó algunos de los problemas. El equipo trabajó sobre las posibilidades de confinamiento que ofrecen las heteroestructuras de NC y de dopaje electrónico. Los investigadores investigaron las propiedades ópticas y estructurales de los NC para desarrollar un dispositivo de SSL eficiente, económico y práctico. Los miembros del equipo desarrollaron nuevos procedimientos para sintetizar puntos cuánticos (QD) con función de onda a medida mediante una composición controlada en la interfaz. El enfoque reduce el tiempo de crecimiento sin afectar a las propiedades ópticas. Los investigadores también estudiaron la fotofísica de los nuevos materiales. Las pruebas demostraron un nuevo mecanismo antiaglomerado y aclararon la influencia de las superficies y las interfaces en las propiedades ópticas. Los QD se aprovecharon para cuatro aplicaciones prácticas en total. Una de ellas, los concentradores solares luminiscentes incoloros de gran superficie (LSC), fue el resultado principal del proyecto. Los LSC estaban basados en QD coloidales sin metales pesados y en nanopartículas de silicio con bandas indirectas. La generación final de los LSC no se veía afectada por las pérdidas ópticas gracias a la reabsorción de la luminiscencia guiada. Los dispositivos resultantes demostraron eficiencias de conversión récord, mayores que el 3 %, a pesar de su gran área y alta transparencia (transmitancia del 70 %). Así pues, los dispositivos son buenos candidatos para elementos fotovoltaicos integrados como ventanas. Las simulaciones predijeron el rendimiento óptico de los LSC teniendo en cuenta su mayor anchura y grosor. Los resultados indicaron una salida de potencia óptica pico de 70 W. Esta potencia se podría alcanzar utilizando varias placas de un metro cuadrado de superficie con los QD integrados. Este trabajo dio lugar a veintidós artículos en revistas sometidas a revisión y tres solicitudes de patente. Con ellas, el proyecto financió una empresa derivada destinada a industrializar y comercializar las ventanas fotovoltaicas desarrolladas con EDONHIST. El resultado será una nueva tecnología de iluminación de alta eficiencia. En esencia, el producto es un panel de vidrio plano que emite luz.
Palabras clave
Iluminación en estado sólido, EDONHIST, nanocristal coloidal, heteroestructuras nanocristalinas
