Un material con nanoestructura novedosa fue desarrollado en la Universidad de California, Berkeley, y podría abrir una nueva etapa en celdas solares de bajo costo y detectores de luz. El material absorbe luz tan bien como cualquier celda solar comercial actual pero usa mucho menos material semiconductor.
Nanopilares
El nuevo material consiste en una hilera de nanopilares que son estrechos en la parte superior y gruesos en la parte inferior. La parte estrecha superior permite a la luz penetrar sin reflejarse. La parte inferior gruesa absorbe la luz de manera que pueda convertirse en electricidad. Este diseño absorbe el 99 por ciento de luz visible, comparado con el 85 por ciento que se absorbía con diseños anteriores de nanopilares con el mismo grosor en toda su estructura. Un film ordinario y plano de este material absorberá únicamente el 15 por ciento de la luz.
Estructuras tales como nanocables, microcables, y nanopilares son excelentes para atrapar la luz, reduciendo de esta manera la cantidad requerida de material semiconductor, dijo Erik Garnett, investigador de la Universidad de Stanford.
Los nanocables y nanopilares usan la mitad o la tercera parte cuando mucho del material semiconductor requerido por una film de celda solar comercial que utilice cadmio, y tan poco como el 1 por ciento de celdas que usen silicón cristalino, dijo Garnett. Este tipo de estructuras permiten con mayor facilidad extraer la carga eléctrica del material. En su conjunto, estas mejoras harían más económica la producción de celdas solares.
“Reducir el costo del material mientras se logra el mismo nivel de absorción de luz, es un asunto de eficiencia muy importante en las celdas solares”, dijo Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica en Stanford.
Muchos materiales con nanoestructura son de un diseño muy complejo y requieren métodos de fabricación largos para depositar múltiples capas, dijo Ali Javey, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en Berkeley, y que encabeza este trabajo publicado en Nano Letters. Sin embargo, dijo, la técnica para fabricar nanopilares es relativamente simple y de bajo costo.
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