El grafeno podría ayudar a crear células solares perfectas

Un nuevo dispositivo que combina el grafeno con nanoestructuras metálicas especiales podría llevar a la fabricación de mejores células solares y sistemas de comunicaciones ópticas. Esto, al menos, es lo que afirman investigadores del Reino Unido que han medido un aumento de 20 veces la cantidad de luz capturada por el grafeno cuando está cubierto por esas nanoestructuras. El trabajo proporciona evidencias adicionales de que el material podría ser ideal para la fabricación de dispositivos fotónicos y optoelectrónicos.

 

El grafeno es una lámina de átomos de carbono dispuestos en una retícula en forma de panal de un solo átomo de espesor. Desde su descubrimiento en 2004, este “material maravilloso” no ha dejado de sorprender a los científicos con una creciente y única lista de propiedades electrónicas y mecánicas. Algunos creen que el grafeno podría aplicarse en un número de aplicaciones tecnológicas tal que podría llegar a sustituir al silicio como material esencial en la industria electrónica. Esto se debe a que los electrones circulan a través de grafeno a velocidades extremadamente altas, comportándose como partículas sin masa en reposo (electrones Dirac).

Los investigadores también han demostrado que pueden hacer células solares básicas, dispositivos emisores de luz, pantallas táctiles, fotodetectores y láseres de bloqueo ultrarrápidos de grafeno. Sin embargo, hay, por supuesto desventajas: su“eficiencia cuántica externa” es baja; lo que implica que absorbe menos del 3% de la luz que incide sobre él. Por otra parte, la corriente eléctrica útil sólo puede extraerse de dispositivos basados ​​en grafeno que temgan contactos eléctricos con una asimetría optimizada, algo que ha demostrado ser difícil de lograrse.

Ahora, investigadores de la universidad de cambrige y la universidad de manchester podría haber resuelto ambos problemas utilizando nanoestructuras de grafeno plasmónica. Estos son dispositivos metálicos que aumentan los campos electromagnéticos locales de un material mediante el acoplamiento de la luz que entra, con los electrones en la superficie del metal. Las nanoestructuras se fabrican en la parte superior de las muestras de grafeno para concentrar el campo electromagnético en la región de la materia donde la luz es convertida en corriente eléctrica, con el fin de aumentar el fotovoltaje generado.

 

Los nuevos dispositivos tienen una eficiencia cuántica externa de casi el 50%, el valor más alto hasta la fecha para el grafeno, dice el miembro del equipo Alexander Grigorenko de Manchester. Esto aumenta la capacidad captadora de luz de grafeno por más de un orden de magnitud en comparación, sin sacrificar su velocidad. 

 

COMENTARIO: Nos parece una buena noticia por que la utilidad de este material no tendra fin y podra ayudar a todo tipo de investigaciones