Mejorar las células solares y los leds con Perovskita y puntos cuánticos

Seis investigadores del Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universidad Jaume I de Castellón y de la Universidad de Valencia (UV) han conseguido medir el llamado estado exciplex, resultado del acoplamiento de la perovskita de haluros y los puntos cuánticos coloidales. Estas dos familias de materiales tienen por separado un enorme interés en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos.

El estudio, publicado este mes en Sciencie Advances (revista de acceso abierto de la misma editorial que Science), ha conseguido demostrar que gracias al acoplamiento, el sistema combinado puede emitir luz a una longitud de onda más larga que la que podrían emitir por separado cada uno de sus componentes, hecho que permitiría diseñar un amplio abanico de nuevos dispositivos, que además de emitir luz podrían abrir el camino para un nuevo tipo de células solares más eficientes que las actuales y para obtener LED sintonizables.

Al combinar la perovskita híbrida de haluro y los puntos cuánticos, los científicos han observado que se produce un nuevo estado, distinto de los dos materiales empleados, que permite obtener luz a una longitud de onda inferior a la de los materiales originales al mismo tiempo que se puede controlar el color de emisión mediante el voltaje aplicado.

El uso inmediato seria la obtención de los LED con luz controlada por el voltaje en el espectro del no visible (infrarrojo) con aplicación, por ejemplo, en el campo de telecomunicaciones, pero al ser dos materiales bastante versátiles sería posible conseguir luz dentro del espectro visible. También combinar un LED con emisión en el visible o en el infrarrojo dependiendo de las condiciones aplicadas.

Esta nueva línea de investigación que incorpora los puntos cuánticos a la perovskita puede dar lugar a procesos potencialmente nuevos dentro del campo de las aplicaciones optoelectrónicas.

En el trabajo, dirigido por Iván Mora Seró del INAM y Juan Martínez Pastor de la UV, han participado como primeros autores Rafael Sánchez y Mauricio Solís (también del INAM) y han contribuido Isaac Suárez y Guillermo Muñoz (UV).

Los investigadores consideran que si se puede combinar el electrodo de un material con el vacío de otro y emitir un fotón (qué es el que hace un LED), sería posible, en teoría, el proceso contrario, «absorber un fotón de una longitud de onda larga para producir electricidad, aprovechando así mejor todas las longitudes de onda de la luz provenientes del Sol que llegan a la Tierra». Esto serviría para conseguir células solares más eficientes, las llamadas de banda intermedia, con más capacidad para absorber energía.