Revista de Investigación y Desarrollo
Acceso abierto
ISSN: 2311-3278
ISSN: 2311-3278
Basma El Zein
Los nanomateriales se consideran componentes básicos para varios dispositivos optoelectrónicos. Se diferencian de la contraparte a granel en el tamaño, las características y ofrecen nuevas oportunidades para ser utilizados en diversas aplicaciones. Las nanoestructuras de dimensión cero (0D) y unidimensional (1D) han atraído mucha atención en la recolección, conversión y almacenamiento de energía solar, debido a sus propiedades físicas y químicas únicas. Los nanomateriales ofrecen muchas ventajas en el ajuste energético precisamente en las células solares. Estas células solares dependen de la interacción física entre los nanomateriales o la reacción en la superficie o interfaz de los nanomateriales. En esta presentación, discutiremos las nanoestructuras unidimensionales y cero.y, por tanto, el papel que desempeñan en el aumento de la eficiencia de conversión de las células solares, teniendo en cuenta los materiales que se utilizarán para cumplir con el objetivo principal de desarrollar una célula fotovoltaica eco-verde con una alta eficiencia de conversión. Reducir costes y mejorar la eficiencia de conversión son las tareas más importantes para que la energía fotovoltaica sea competitiva y esté preparada para sustituir las energías fósiles tradicionales. La nanotecnología parece ser la forma en que se suele desarrollar la energía fotovoltaica, ya sea en células solares inorgánicas u orgánicas.
Los materiales nanoestructurados de banda prohibida ancha preparados a partir de elementos II-VI y III-V están atrayendo una mayor atención por sus aplicaciones potenciales en energía emergente. Se pueden preparar en diferentes formas geométricas, incluidos nanocables (NW), nanocinturones, nanomuelles, nanopeines y nanopagodas. Las variaciones dentro de la disposición de los átomos para atenuar la energía electrostática originada por la constante en la superficie polar son responsables de una buena variedad de nanoestructuras. La necesidad de suministrar energía renovable a bajo costo es indispensable para hacer realidad el sueño de evitar una dependencia indebida de energías no renovables. El surgimiento de una tecnología fotovoltaica de tercera generación que todavía está en una etapa infantil da esperanza para tal sueño. Células solaressensibilizados por colorantes, puntos cuánticos y perovskitas se consideran dispositivos tecnológicos de tercera generación. Esta investigación se enfoca en el evento de sensibilizadores adecuados y confiables para ampliar la absorción de ondas electromagnéticas (EM) y formar una estabilidad segura del sistema fotovoltaico. Este artículo discute los principios básicos y los avances en la fotovoltaica sensibilizada. La absorción de luz, la generación de portadores de carga (electrones y huecos), la separación de los electrones de los huecos y su transporte a los electrodos, son la secuencia de eventos de conversión de energía solar . Se emplean diferentes nanoestructuras dentro de la estructura de las celdas solares, para mejorar su eficiencia con un proceso de fabricación simple y de bajo costo. Nanoestructuras de dimensión cerohan ganado interés debido a sus propiedades únicas, especialmente ajustando su banda prohibida compatible con su tamaño y generación de múltiples excitones.
La nanoestructura unidimensional es prometedora para los dispositivos fotovoltaicos debido a varias ventajas. Ofrecen un área grande, alta absorción óptica en un amplio espectro, ruta directa para el transporte de carga y alta eficiencia de recolección de carga. El grafeno ha surgido recientemente como una alternativa al sustrato ITO como electrodo en la estructura de las células solares . Con sus notables propiedades eléctricas, físicas y químicas, y alto grado de flexibilidad y transparencia; se considera un candidato ideal para las células solares flexibles de tercera generación, las células solares de grafenouna tecnología eco-verde va a un nivel equivalente a las células solares basadas en ITO. Esta presentación trata sobre la presentación de un electrodo solar sensibilizado con puntos cuánticos versátil con grafeno. La gran escasez de combustibles naturales en la corteza terrestre ha desencadenado la búsqueda de reservas de energía alternativa para la futura generación de vida humana. Debido a su gran abundancia, la energía solar se tiene en cuenta como una gran esperanza para la utilización de energía de generación a largo plazo tanto para aplicaciones comerciales como domésticas. La revolución científica lograda en la síntesis y procesamiento de nanomateriales semiconductores; polímeros orgánicos conductoreshan llevado a una nueva dimensión en la fabricación de células solares de generación futura. La reducción en el tamaño de los nanomateriales semiconductores influye significativamente en sus propiedades estructurales y ópticas, lo que es útil para la excelente recolección de fotones. Además, su gran área es más favorable para ayudar con la unión de varios compuestos orgánicos o inorgánicos para funcionalizarlos de manera efectiva.
Los desarrollos que se realizan en polímeros orgánicos semiconductores aún fomentan la fabricación de dispositivos de células solares flexibles y altamente eficientes sobre sustratos conductores. La formación de nanocompuestos, híbridos, sistemas de aleación, dopaje, etc. aplicaciones fotovoltaicas. La mejora día a día en términos de eficiencia y desarrollo de nuevos materiales predice que el avance para comprender las células solares altamente estables y de alta eficiencia está en el futuro cercano. En este aspecto, resume el evento dentro de las células solares.investigación de cada categoría con aspectos generales. Se describen los parámetros y procesos importantes que afectan el desempeño de cada categoría. Hasta la fecha, el desarrollo de la nanotecnología ha lanzado nuevas formas de diseñar células solares eficientes. Se han empleado estrategias para desarrollar la arquitectura de nanoestructuras de semiconductores, metales y polímeros para células solares. Motivado por el objetivo de desarrollar una celda solar eco-verde y altamente eficiente; En el libro se presentan células solares sensibilizadas con puntos cuánticos basadas en nanocables . También se han ilustrado el diseño de la célula solar, las nanoestructuras y la selección de materiales. Los nanocables de óxido de zinc fueron seleccionados como semiconductores de tipo npara atrapar la luz del sol y capturar las cargas fotogeneradas para moverlas rápidamente a los electrodos. Además, los puntos cuánticos de sulfuro de plomo (QD) que decoran los NW sintetizados absorberán la luz debido a la capacidad de ajuste del tamaño de los QD y aumentarán la generación de pares de electrones y huecos para lograr una mayor eficiencia. En este libro se presentan las diferentes técnicas de crecimiento de ZnO NWs por deposición de vapor, específicamente por deposición láser pulsada, además de las técnicas de crecimiento in situ y ex situ de los QD de PbS. También se revela una demostración del prototipo de celda solar y recomendaciones para mejorar su eficiencia. Aprovechar la luz del día que incide en la Tierra con células solares económicas y eficientes es uno de los desafíos más importantes del siglo XXI. Células solaresfabricados con materiales nanoestructurados (p. ej., nanopartículas y nanocables) se están investigando en todo el mundo para hacer frente a este desafío.