Células solares más eficientes con nanotubos de carbono

están pensando en líneas algo similares. Están utilizando un nanotubo de carbono en lugar del silicio tradicional, lo que esperamos que conduzca a formas mucho más eficientes de convertir la luz en electricidad.

>Los investigadores extrajeron una simple célula solar conocida como fotodiodo y fabricaron, probaron y midieron este fotodiodo. La especialidad de este fotodiodo es que está compuesto por un nanotubo de carbono individual. Paul McEuen, profesor de física de Goldwin Smith, y Jiwoong Park, profesor adjunto de química y biología química, se enorgullecen de su trabajo y elaboran sobre el dispositivo que su equipo ha preparado bajo su liderazgo.

Explicaron que su dispositivo transforma la luz en electricidad en un proceso excepcionalmente eficiente que multiplica la cantidad de corriente eléctrica que fluye. Este proceso podría dejar su huella en la próxima generación de células solares de alta eficiencia.

Nathan Gabor, que es un estudiante graduado en el laboratorio de McEuen, dice: «No sólo estamos buscando un nuevo material, sino que en realidad lo ponemos en una aplicación: un verdadero dispositivo de células solares».

Los investigadores utilizaron una hoja de grafema enrollada para crear su célula solar. Diseñaron un nanotubo de carbono de una sola pared a partir de grafema. El nanotubo tenía aproximadamente el tamaño de una molécula de ADN. El nanotubo estaba conectado entre dos contactos eléctricos y cerca de dos puertas eléctricas, una con carga negativa y otra con carga positiva. Otros científicos también han creado un diodo, que es un simple transistor que permite que la corriente fluya en una sola dirección.

Ellos también habían utilizado un nanotubo de una sola pared. El equipo de Cornell siguió adelante con la idea básica pero con un giro. Construyeron algo similar, pero esta vez lo iluminaron. Lanzaron láseres de diferentes colores sobre diferentes áreas del nanotubo. Se llevaron una agradable sorpresa. Descubrieron que los niveles más altos de energía fotónica tenían un efecto multiplicador sobre la cantidad de corriente eléctrica que se producía.

¿Cómo le sucedió este evento deseable al equipo de investigación? Cuando consideraron todo el evento, descubrieron que la estructura estrecha y cilíndrica del nanotubo de carbono obligaba a los electrones a pasar limpiamente a través de uno por uno. Los electrones que pasaban por el nanotubo se excitaron y crearon nuevos electrones que continuaron formando una corriente. El equipo de investigación cree que el nanotubo podría ser una célula fotovoltaica casi ideal porque permite a los electrones producir más electrones aprovechando la energía de repuesto de la luz.

Si comparamos los nanotubos de carbono con las células actuales, descubriremos que estas últimas pierden la energía adicional en forma de calor. Por lo tanto, las células convencionales necesitan factores de refrigeración para funcionar correctamente. Se está trabajando en el nanotubo de carbono, pero producirlo a escala comercial seguirá siendo un reto. El equipo acaba de tener éxito sólo en los frentes teórico y conceptual.