LA NANOTECNOLOGÍA Y LAS CÉLULAS SOLARES (II)
En general el proceso que se lleva acabo dentro de la célula fotovoltaica es que la luz puede ionizar los átomos en el silicio produciéndose un campo interno que separa electrones de huecos dentro del dispositivo. Aunque estas cargas se atraen, sólo se pueden recombinar pasando a través de un circuito externo por fuera del material debido a la aparición de la barrera producida por el potencial interno.
De modo que si se diseña el circuito se puede producir una corriente partiendo de las celdas iluminadas al tener que pasar los electrones libres por el circuito para recombinarse con los agujeros positivos.
Efecto fotovoltaico en una célula solar
Mediante la nanotecnología, se pone a prueba cómo un material genera, captura, transporta y almacena electrones libres y para ello existen dos métodos nanotecnológicos que diseñan los materiales de constituyen las celulas solares.
El primero de ellos, utiliza películas delgadas de nanopartículas de óxido de metal, es decir, por ejemplo se utilizaría dióxido de titanio dopado con otros elementos, en este caso, se ha utilizado nitrógeno.
La otra posibilidad que existe o método emergente, es el uso de los puntos cuánticos quienes absorben fuertemente la luz visible. Tanto el dopado de los materiales como la sensibilización de los mismos con puntos cuánticos hacen que se incremente la absorción de la luz solar por parte de los materiales de la célula, los óxidos metálicos.
Existe otra tercera posibilidad que no es otra que la de combinar las dos primeras, cuya investigación ha llevado a cabo el profesor de química Jin Zhang en la Universidad de California en Santa Cruz, de modo se puede crear una película de óxido de metal dopada con nitrógeno (el dopado con nitrógeno permite absorber energía luminosa en una amplia zona del espectro electromagnético) y a la vez, sensibilizada con puntos cuánticos( los puntos cuánticos incrementan la absorción de luz visible y estimulan la corriente fotoeléctrica y la conversión de energía) demostrándose que poniéndolo a prueba los resultados son todavía mejores que con la aplicación de los dos primeros métodos por separado. Así, parece ser que ambos métodos sumas esfuerzos para capturar los fotones del sol obteniéndose mayor eficacia.
Estos primeros pasos hacen prever que la nanotecnología va a poder permitir incrementar la eficiencia de la conversión en las células solares basadas en nanomateriales.
Tags: células solares, efecto fotovoltaico, puntos cuánticos, silicio
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