Los métodos actuales de recolección de cargas solares tienen un límite de eficiencia del 33%. Es por ello que investigadores de la Universidad de Nueva York se pusieron manos a la obra para desarrollar nuevos nanomateriales que serían capaces de abrir el camino para una recuperación más eficiente y asequible de la energía solar.
En concreto, los materiales que han creado los investigadores en el Centro de Investigación de Ciencia Avanzada utilizan un proceso para producir y extender la vida útil de los electrones generados por la luz. Las primeras investigaciones sugieren que estos materiales podrían crear más cargas útiles y aumentar la eficiencia teórica de las células solares hasta en un 44%.
Diferencias sutiles
Para desarrollar los materiales, los investigadores combinaron varias versiones de dos tintes industriales de uso frecuente: el dicetopirrolopirrol (DPP) y el rileno. Esto dio lugar a la formación de seis superestructuras de autoensamblaje, que los científicos investigaron mediante microscopía electrónica y espectroscopia avanzada. Finalmente se dieron cuenta de que cada combinación tenía diferencias sutiles en la geometría que afectaban a los estados de los tintes, la aparición de fisión singlete y el rendimiento y la vida útil de los electrones extraíbles.
«Este trabajo nos proporciona una biblioteca de nanomateriales que podemos estudiar para obtener energía solar», según explicó el profesor Adam Braunschweig, investigador principal del estudio. «Nuestro método para combinar los tintes en materiales funcionales mediante el autoensamblaje significa que podemos ajustar cuidadosamente sus propiedades y aumentar la eficiencia del proceso crítico de recolección de luz», matizó el docente.
Células solares comercialmente viables
La capacidad de los materiales para autoensamblarse también podría acortar el tiempo para crear células solares comercialmente viables, según han explicado los investigadores, algo que sería más asequible que los métodos de fabricación actuales, que se basan en el proceso de síntesis molecular que implica mucho tiempo.
El próximo reto del equipo de investigación es desarrollar un método para recolectar las cargas solares creadas por sus nuevos nanomateriales. Actualmente, trabajan para diseñar una molécula de rileno que pueda aceptar el electrón de la molécula DPP después del proceso de fisión singlete. Si tiene éxito, estos materiales iniciarían el proceso de fisión singlete y facilitarían la transferencia de carga a una célula solar.