{{{sourceTextContent.title}}}

Las nuevas películas delgadas muestran propiedades prometedoras para la energía fotovoltaica, los LEDs

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Los investigadores de la Universidad de Buffalo utilizaron un material no tóxico para desarrollar películas que mostraban una fuerte absorción de luz y transporte de carga.

{{{sourceTextContent.description}}}

Los investigadores buscan constantemente nuevos materiales que puedan hacer que los dispositivos electrónicos sean más eficientes y más baratos de construir, especialmente a medida que el silicio se acerca a los límites de su rendimiento. Con este fin, los científicos de la Universidad de Buffalo han creado nuevas películas delgadas a partir de un material poco utilizado pero abundante, cuyo rendimiento es prometedor para su uso en aplicaciones electrónicas y ópticas como la fotovoltaica y los diodos emisores de luz (LED).

El equipo, dirigido por Hao Zeng -profesor de física en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad- creó las películas utilizando sulfuro de bario y circonio, una categoría de materiales conocida como perovskitas de calcogenuro. Estos materiales tienen beneficios sobre otros usados en dispositivos electrónicos y fotovoltaicos, incluyendo que no son tóxicos y que se encuentran de forma natural y abundante en la tierra

De hecho, los investigadores han estado explorando durante años el uso de películas delgadas basadas en perovskita en las células solares debido a su potencial de mayor eficiencia y menor costo en la producción de células.

Las películas desarrolladas por el equipo de Zeng combinan una importante absorción de la luz con un buen transporte de la carga, lo que las hace muy adecuadas para las aplicaciones en las que se utiliza el silicio hoy en día. "Durante muchas décadas, sólo se ha utilizado un puñado de materiales semiconductores, siendo el silicio el material dominante", dijo Zeng. "Nuestras delgadas películas abren la puerta a una nueva dirección en la investigación de semiconductores. Hay una oportunidad de explorar el potencial de toda una nueva clase de materiales"

Material antiguo, nuevo uso

Los investigadores no fueron los primeros en descubrir el sulfuro de bario y circonio y su utilidad; el compuesto se ha utilizado en aplicaciones que se remontan al decenio de 1950, pero los científicos lo han pasado por alto en gran medida. "Ha existido por más de medio siglo", dijo Zeng. "Entre las investigaciones anteriores, una empresa de las cataratas del Niágara lo produjo en forma de polvo. Creo que la gente le prestó poca atención"

Sin embargo, el polvo no es la mejor forma para las aplicaciones para las que Zeng y su equipo querían usar el material, así que se propusieron explorar el potencial del material para películas delgadas. Los investigadores elaboraron sus películas usando un láser para calentar y vaporizar el óxido de circonio y bario, y luego depositando ese vapor en una superficie de zafiro. Esto formó una película que luego se convirtió en el material final a través de una reacción química llamada sulfurización.

El equipo publicó un artículo sobre su trabajo en la revista Nano Energy.

Los investigadores piensan que sus películas serán especialmente útiles para la generación de energía solar, ya que la investigación sugiere que este tipo de material de perovskita sería mucho más eficiente para convertir la luz solar en electricidad que los materiales tradicionales basados en el silicio con idénticos espesores, dijo Haolei Hui, un estudiante de doctorado en física y uno de los investigadores del equipo. "La investigación en semiconductores se ha centrado tradicionalmente en los materiales convencionales", dijo. "Esta es una oportunidad para explorar algo nuevo. Las perovskitas de calcogenuro comparten algunas similitudes con las perovskitas de haluro ampliamente investigadas, pero no sufren la toxicidad e inestabilidad de estos últimos materiales"