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Nanomateriales superabsorbentes que atrapan la luz solar

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona diseñan materiales ultrafinos que consiguen maximizar la absorción de la luz en un gran rango del espectro solar. La estrategia es de bajo coste y totalmente escalable. Los materiales “superabsorbentes” obtenidos tienen muchas aplicaciones potenciales, especialmente en el campo de la energía fotovoltaica y de la fotodetección.

 

Imagen coloreada de microscopía electrónica de barrido (SEM) de la estructura fotónica de germanio fabricada sobre una capa de oro (ICMAB).Uno de los retos en el campo de la energía fotovoltaica es el de maximizar la luz del sol absorbida utilizando la mínima cantidad de material posible, para maximizar su eficiencia.
 
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB) del CSIC, liderados por el Dr. Agustín Mihi, han creado unos materiales que absorben gran parte del espectro solar, entre los 400 y los 1500 nm, utilizando una capa ultrafina de menos de 100 nm de espesor de material.

La estrategia utilizada combina las capas finas de semiconductores sobre metales (en este caso, germanio sobre oro), para maximizar la absorción en la zona del visible (400-700 nm), y la nanoestructuración mediante nanolitografía de la capa de germanio en una matriz cuadrada, para que adquiera propiedades plasmónicas y fotónicas, y maximice la absorción en la zona del infrarrojo (700-1500 nm).

La fabricación de esta estructura fotónica sigue un método totalmente escalable, que le añade interés a las ya mencionadas ventajosas propiedades ópticas. Además, los investigadores proporcionan, en el estudio, publicado recientemente en Advanced Materials, las pautas de diseño para poder sintetizar otros tipos de materiales siguiendo la misma estrategia.

El material resultante “superabsorbente” tiene un gran potencial para aplicaciones donde se quiere atrapar la luz y convertirla en electrones, como en la fotodetección, en la fotocatálisis y en el campo de la energía fotovoltaica para obtener energía eléctrica.

Referencia del artículo:
Ultrathin Semiconductor Superabsorbers from the Visible to the Near-Infrared
Pau Molet, Juan Luis Garcia-Pomar, Cristiano Matricardi, Miquel Garriga, Maria Isabel Alonso and Agustín Mihi
Advanced Materials, 12 January 2018. DOI: 10.1002/adma.201705876.

Investigadores del ICMAB diseñan materiales ultrafinos que consiguen maximizar la absorción de la luz en un gran rango del espectro solar. La estrategia es de bajo coste y totalmente escalable. Los materiales “superabsorbentes” obtenidos tienen muchas aplicaciones potenciales, especialmente en el campo de la energía fotovoltaica y de la fotodetección.