Las nanopartículas de silicio mejoran el funcionamiento de las células solares
(NC&T) "Integrando una película de alta calidad de nanopartículas de silicio, cada una de un nanómetro de diámetro, directamente sobre las células solares de silicio, se mejora la captación de energía en un 60 por ciento en la franja ultravioleta del espectro", subraya Munir Nayfeh, físico de la Universidad de Illinois y uno de los autores de esta investigación.
Además, puede lograrse una mejora del 10 por ciento en la franja visible del espectro usando nanopartículas de 2,85 nanómetros de diámetro.
En las células solares convencionales, la luz ultravioleta es filtrada, o absorbida por el silicio y convertida en calor, potencialmente perjudicial, y no en electricidad. Sin embargo, en un trabajo anterior, Nayfeh demostró que esa luz ultravioleta puede acoplarse eficazmente a nanopartículas del tamaño correcto y producir electricidad.
Para fabricar sus células solares mejoradas, los investigadores empiezan convirtiendo primero los bloques de silicio en partículas de dimensiones nanométricas, usando un proceso desarrollado por ellos. Dependiendo de sus dimensiones, las nanopartículas son fluorescentes en colores diferentes.
 | | Munir Nayfeh. (Foto: L. Brian Stauffer) |
Las nanopartículas del tamaño deseado son dispersadas en alcohol isopropilo, y distribuidas sobre la superficie de la célula solar. Cuando el alcohol se evapora, queda una película de nanopartículas estrechamente agrupadas, y fijadas con firmeza a la célula solar.
Las células solares cubiertas con una película de partículas luminiscentes azules de un nanómetro han mostrado una mejora de un 60 por ciento de la captación de energía en la franja ultravioleta del espectro, pero menos del 3 por ciento en la visible. Las células solares cubiertas con partículas rojas de 2,85 nanómetros han mostrado en cambio una mejora del 67 por ciento en la franja ultravioleta, y aproximadamente del 10 por ciento en la visible.
Según Nayfeh, el proceso de cubrir las células solares con nanopartículas de silicio podría incorporarse fácilmente en el proceso industrial típico con sólo un pequeño costo adicional.
Otros coautores de la investigación son Matthew Stupca, de la Universidad de Illinois, y Mohamed Alsalhi, Turki Al Saud y Abdulrahman Almuhanna, de instituciones científicas de Arabia Saudí.
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