Texto publicado por Eurek Alert ! y AAAS
A medida que el cambio climático continúa presentándose como la amenaza más apremiante que enfrenta nuestro planeta, los investigadores presionan para encontrar alternativas eficientes y limpias a los combustibles fósiles. La principal de estas investigaciones es el aprovechamiento de la energía del sol. Hacer esto de manera eficiente requiere un conocimiento profundo de las cualidades de los materiales utilizados en la construcción de células solares.
En un nuevo artículo publicado en EPJ Plus, Maykel Courel y varios de sus colegas del Centro Universitario de los Valles de la Universidad de Guadalajara, México, analizan las limitaciones del material seleniuro de sulfuro de antimonio, que ha surgido como un potencial candidato para la fabricación de células solares.
Un semiconductor, el seleniuro de sulfuro de antimonio, ha sido estudiado de manera insistente por investigadores que trabajan en células solares de película delgada, debido al hecho de que las transiciones ópticas directas dan como resultado que el material posea un alto coeficiente de absorción. Sin embargo, la aplicación del material a dispositivos que convierten la luz en electricidad utilizando materiales semiconductores aún es incipiente.
Actualmente, la eficiencia de este material está en un máximo de alrededor del 10 por ciento, muy por debajo del 29 por ciento, la eficiencia máxima esperada para este tipo de tecnología.
Los investigadores se propusieron probar los factores limitantes que afectan esta eficiencia, centrándose en el efecto de los mecanismos de pérdida en las células de seleniuro de sulfuro de antimonio utilizando un modelo analítico.
El equipo encontró que, para los parámetros típicos elegidos para sus simulaciones, la recombinación de huecos de electrones en un sustrato — conocida como recombinación masiva — y la recombinación de interfaz que ocurre cuando dos bandas prohibidas de semiconductores tienen una forma escalonada, son los principales problemas que degradan el rendimiento del dispositivo.
Sugieren que los científicos de materiales que trabajan en la reducción de defectos en la interfaz o defectos a granel en dispositivos de seleniuro de sulfuro de antimonio no podrían obtener eficiencias superiores al 10 por ciento. Por otro lado, con una vida útil del portador de más de 100 nanosegundos con una velocidad de recombinación inferior a 1 centímetro por segundo, la eficiencia de dicha tecnología podría superar el 14 por ciento.
Texto publicado por Eurek Alert ! y AAAS
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