Gran avance para incorporar el grafeno a las células solares

El grafeno tiene una extrema conductividad y es completamente transparente además de barato y no tóxico. Esto lo convierte en el perfecto material candidato para las capas transparentes de contacto para usarse en células solares para conducir la electricidad sin reducir la cantidad de luz recibida, al menos en teoría. Si esto es cierto o no en un entorno real es cuestionable ya que no existe algo como el grafeno "ideal", una estructura plana en forma de panal, de libre flotación consistente en una sola capa de átomos de carbono: interacciones con capas adyacentes pueden cambiar las propiedades del grafeno dramáticamente.

Si examinamos cómo cambian las propiedades de conductividad si es incorporado a una pila de capas similar a una fina capa de célula solar basada en silicio, y lo sorprendente fue descubrir que estas propiedades realmente cambian poco. Para este fin, hicieron crecer grafeno en una fina hoja de cobre, transfiriéndolo a continuación a un sustrato de vidrio, y finalmente lo recubrieron con una fina película de silicio. Examinaron dos versiones diferentes que se usan comunmente en las tecnologías convencionales de películas finas de silicio: una mezcla contenía una capa de silicio amorfo, en el cual los átomos de silicio están en un estado desordenado similar a un vaso fundido endurecido; la otra muestra contenía silicio policristalino para ayudar a la observación de los efectos de un proceso de cristalización estandar en las propiedades del grafeno.

Aunque cambió completamente la morfología de la capa superior como resultado de ser calentada a una temperatura de varios cientos de grados centígrados, el grafeno aún era detectable. Esto es algo inesperado, pero los resultados demuestran que el grafeno permanece como tal incluso si es recubierto de silicio.

Las mediciones de movilidad del portador usando el efecto Hall mostraron que la movilidad del portador de las cargas dentro de la capa de grafeno es aproximadamente 30 veces mayor que en las convencionales capas de contacto basadas en óxido de zinc. Ha sido todo un reto conectar esta fina capa de contacto, la cual tiene tan solo un átomo de espesor, a contactos externos. El equipo de investigadores obtuvo sus mediciones en muestras de un centímetro cuadrado, aunque en la práctica es factible recubrir áreas mucho más grandes que esas con grafeno.

Via HZB