La nueva generación de celdas solares
Una directiva del Parlamento de la Unión Europea exige que el 20 % de la energía consumida en la Unión Europea en el año 2020 sea renovable. Para alcanzar este objetivo, existe una necesidad urgente de reforzar el trabajo científico en el campo de las energías renovables. En la busca de celdas solares de alto rendimiento y bajo coste, los nanocristales semiconductores coloidales van en cabeza. Esta partículas cristalinas de tamaño nanométrico son conductoras eléctricas y tienen distintas propiedades que las hacen únicas y prometedoras para su aplicación en celdas solares. Entre estas propiedades figuran que su absorción de energía es controlable, tienen una capacidad de absorción fuerte y su respuesta a la luz es estable. Sin embargo, muchos sistemas avanzados con nanocristales destinados al uso en celdas fotovoltaicas se basan en materiales tóxicos o escasos. Para los científicos es importante desarrollar nuevos sistemas basados en elementos abundantes y benignos para el medio ambiente y con propiedades de absorción fuerte. La iniciativa SUNLIGHT (Solution-processed nanocrystal photovoltaics from environmentally benign and earth-abundant elements), financiada por la Unión Europea, optimizó la síntesis de dos nuevos candidatos a nanocristales semiconductores coloidales y desarrollaron su aplicación en celdas solares. Los investigadores del proyecto lograron este punto mediante la identificación de algunos posibles candidatos para los sistemas de nanocristales. Los candidatos se eligieron por su coste reducido de materias primas, sus coeficientes de absorción elevados y otras propiedades relevantes. A continuación, los científicos desarrollaron formas de sintetizar dos de estos materiales candidatos y optimizaron su aplicación en celdas fotovoltaicas. A partir de los resultados de la investigación sobre la síntesis y el rendimiento de los dispositivos, se eligieron dos sistemas de nanocristales en los que centrar los estudios. Las propiedades físicas y químicas de los nanocristales semiconductores dependen de su composición, forma, estructura y química superficial. Por este motivo, los investigadores de SUNLIGHT estudiaron el efecto de estas variables en las propiedades de los nanocristales semiconductores. Mediante el desarrollo de celdas solares a base de estos nanocristales nuevos, esta iniciativa ha obtenido conocimientos fundamentales de distintos nanocristales semiconductores coloidales. Esto también ayuda a explicar de qué modo las propiedades superficiales pueden afectar a la aplicación de los nanocristales semiconductores en celdas solares. Los resultados de SUNLIGHT ofrecen nuevos métodos de investigación para mejorar el rendimiento de las celdas solares empleando nanocristales coloidales benignos con el medio ambiente.
Palabras clave
Celdas solares, nanocristal semiconductor coloidal, energía solar, celdas fotovoltaicas, SUNLIGHT
