Con la unión de materiales semiconductores TMD y el grafeno es posible fabricar células solares de película delgada capaces de alcanzar una eficiencia en la conversión eléctrica de hasta el 27 % con las que sería posible alimentar vehículos eléctricos.

La idea de que los coches eléctricos puedan alimentarse de paneles solares situados sobre su carrocería es una posibilidad que ha venido cobrando fuerza en los últimos años. Lo cierto es que el camino está repleto de obstáculos para que un panel de esas dimensiones aporte la energía necesaria para ello. Un equipo de investigadores de la Universidad de Stanford, expertos en energía fotovoltaica, ha creado una solución basada en materiales semiconductores TMD y grafeno que podría aumentar el rendimiento de la conversión energética de las celdas fotovoltaicas, permitiendo que puedan generar suficiente energía para alimentar un coche eléctrico.

Materiales TMD

Hasta ahora, algunos materiales como la perovksita, un material sintético cristalino con cualidades ópticas únicas, prometían grandes avances en el sector de las celdas fotovoltaicas para lograr conversiones energéticas muy eficientes. Los TMD, combinan un metal de transición con azufre selenio o telurio. Son materiales semiconductores 2D que muestran propiedades eléctricas, mecánicas y ópticas únicas.

Según los autores del estudio publicado en la revista Nano Convergence, las nanoestructuras 2D dispuestas en capas con espesores a escala atómica pueden exhibir “propiedades peculiares y fascinantes en contraste con las de sus compuestos originales”. Tanto los resultados experimentales como los teóricos han demostrado que los semiconductores 2D tienen propiedades que potencialmente pueden dar lugar a importantes avances en el campo de los nanomateriales y los nanodispositivos.

El prototipo de célula fotovoltaica intercalar capas de diseleniuro de tungsteno (un material TMD) con grafeno agregando una capa de polímero flexible en ambos lados.

Como indica su naturaleza 2D, los TMD con una alta eficiencia de conversión solar pueden formar parte de la solución para alimentar un vehículo eléctrico con energía solar. Krishna Saraswat, autor principal del estudio, aclara que cualquier material solar que intente destronar al silicio debe tener en cuenta los impactos ambientales de su ciclo de vida: “El silicio representa el 95 % del mercado solar actual, pero está lejos de ser perfecto. Necesitamos nuevos materiales que sean livianos, flexibles y más ecológicos”.

Sin embargo, las ventajas de los TMD se reducen cuando se tiene en cuenta la eficiencia de la conversión. Si bien sus características son muy prometedoras, los experimentos ligados a las investigaciones realizados hasta ahora no superan el 2 % de conversión de la luz solar en electricidad. Para poner esta cifra en contexto, los paneles de silicio elevan esta cifra hasta el 30 %.