Nuevo material podría aumentar la eficiencia de la célula solar

Un grupo de investigación reunió a los aspectos de la física de la materia condensada, la ingeniería de dispositivos semiconductores y fotoquímica de desarrollar una nueva forma de fotocatálisis solar de alto rendimiento basado en la combinación de los otros óxidos "metálicos" que mejorará en gran medida de lo visible TiO2 (dióxido de titanio) y absorción de luz y promover la utilización más eficiente del espectro solar para aplicaciones de energía.

La característica principal que limita el rendimiento de módulos fotovoltaicos a base de óxido y / o sistemas fotocatalíticos que tradicionalmente ha sido la mala absorción de la luz visible en estos materiales de banda prohibida frecuencia de ancho. Un material óxido candidato para tales aplicaciones es TiO2 anatasa, que es posiblemente el fotocatalizador más ampliamente estudiado debido a su estabilidad química, no toxicidad, de bajo costo, y excelente banda alineación para varias reacciones de oxidación-reducción. A medida que la columna vertebral de las células solares sensibilizadas por colorante, sin embargo, la presencia de un ligero tinte de absorción de las cuentas de un gran espacio de banda que limita el uso eficiente de todos, pero la parte ultravioleta de la luz solar.

Se has observado que la estructura electrónica inusual de SrRuO3 también es responsable de las propiedades ópticas inesperados incluyendo una alta absorción en el espectro visible y baja reflexión en comparación con los metales tradicionales. Al combinar este material a TiO2 se demuestra una mayor absorción de la luz visible y grandes actividades fotocatalíticas.

SrRuO3 es un óxido de electrones correlacionada que se sabe que poseen dependencia de la temperatura metálico-como de su resistividad y ferromagnetismo itinerante y por su amplia utilidad como un electrodo conductor en heteroestructuras de óxido. Pero es probable inadecuada como la estructura electrónica y propiedades se derivan de una combinación de la densidad electrónica compleja de los estados, las correlaciones de electrones, y más.

Utilizando un proceso llamado inyección en caliente portador fotoexcitado del SrRuO3 al TiO2, los investigadores crearon nuevas heteroestructuras cuyas propiedades ópticas novedosas y de alto rendimiento fotoelectroquímico resultante proporciona un nuevo enfoque interesante que podría avanzar en el campo de la fotocatálisis y ampliar aún más el potencial aplicaciones de otros óxidos metálicos.

Este trabajo ofrece un enfoque nuevo y emocionante para el desafío de diseñar materiales fotosensibles de luz visible, y ha dado lugar a una solicitud de patente provisional.