Células solares: Oxford halla semiconductor que retiene cargas; ~75 % menos pérdidas

En las células solares, la luz libera electrones; solo se genera corriente si se recogen antes de que se recombinen con los «huecos» que quedan. Desde que Gustav Kirchhoff demostró en 1860 que un buen absorbente de luz es también un buen emisor, se aplica esta regla: los semiconductores que absorben mucha luz suelen perder sus cargas especialmente rápido. Las perovskitas absorben mucho, pero pierden cargas con rapidez; el silicio las retiene más tiempo, pero absorbe claramente menos.

Físicos de la Universidad de Oxford, con Laura Herz al frente, han demostrado junto con colegas de la Universidad de Wuhan que el sulfuro de bismuto sortea este dilema. Se excitaron capas finas con pulsos láser ultracortos y se midieron con espectroscopia de terahercios desde la temperatura ambiente hasta poco por encima del cero absoluto. Justo por debajo de la vía de absorción fuerte hay una segunda vía, débil, en la que las cargas se acumulan y se pierden solo lentamente. A diferencia de la mayoría de los semiconductores, las cargas desaparecían más despacio con frío. A temperatura ambiente, según la estimación del equipo, la tasa de pérdida baja en torno a un 75 por ciento frente a materiales de absorción similarmente fuerte. El estudio se publicó el 28 de octubre en «Nature».

«Nuestro trabajo demuestra que este dilema no es inevitable», afirma Herz. Los investigadores subrayan que han demostrado un mecanismo físico y todavía no una célula solar terminada. Materiales similares podrían buscarse en bases de datos o generarse estirando cristales en capas. El trabajo fue financiado, entre otros, por el EPSRC británico y la empresa Oxford PV.