(Nanowerk Noticias) La nanotecnología está allanando el camino hacia la mejora de células solares. Nuevas investigaciones demuestran que una película de nanotubos de carbono puede ser capaz de sustituir a dos de las capas se utiliza normalmente en una célula solar, con un mejor rendimiento a un menor costo. Los investigadores han encontrado una sorprendente manera de dar a los nanotubos las propiedades que necesitan: añadir defectos.

Actualmente, estas células solares, llamado colorante sensibilizado-células solares, tienen un film transparente de un óxido que se aplica al cristal y produce la electricidad. Además, una película de platino actúa como catalizador para acelerar las reacciones químicas involucradas.

Ambos de estos materiales tienen desventajas, sin embargo. El óxido de películas no se puede aplicar fácilmente a materiales flexibles, se aplican mucho mejor en un sustrato rígido y resistente al calor, como el vidrio. Esto aumenta los costos y limita el tipo de productos que se pueden hacer. Son necesarios equipos costosos y para crear las películas de platino.

Jessika Trancik del Instituto Santa Fe, Scott Calabrese Barton de la Universidad Estatal de Michigan y James Hone de la Universidad de Columbia decidieron utilizar los nanotubos de carbono para crear una sola capa que podrían desempeñar las funciones de ambos el óxido y las capas de platino. Se necesitaban tener tres propiedades: la transparencia, conductividad, y la actividad catalítica.

Las películas de nanotubos de carbono tienen las tres propiedades. La manera obvia de mejorar, sin embargo, sacrificar unas por otras. Por ejemplo, haciendo más gruesa la película le hace un catalizador mejor, pero entonces es menos transparente.

Una teoría anterior sugería que los materiales pueden funcionar mejor como catalizadores cuando tienen diminutos defectos, proporcionando espacios para los productos químicos a adjuntar. Por lo tanto, los investigadores intentaron exponer los nanotubos de carbono para el ozono. Notaron que las películas delgadas, se convirtieron en catalizadores dramáticamente mejor, con un índice de rendimiento diez veces mayor. De hecho, el rendimiento se acerca a la del platino. "Eso es notable," dice Trancik, "porque el platino se considera el mejor catalizador que existe."
Con el fin de abordar la relación entre la transparencia y la conductividad, los investigadores trataron otro truco en una capa inferior de tubos: crearon nanotubos de carbono más largos. Esto mejoró tanto la conductividad como transparencia.

Las películas de nanotubos de carbono pueden ser utilizados en las pilas de combustible y baterías.

"Este estudio es un ejemplo de la utilización de materiales con estructuras de nanotubos - cambiar las cosas como la densidad y longitud del tubo a muy pequeña escala - a cambio de concesiones recíprocas entre las propiedades materiales y obtener mayor rendimiento de un determinado material", dice Trancik. "Hacer poco costosos materiales se comportan de formas avanzadas es fundamental para alcanzar bajas emisiones de carbono y las emisiones de bajo coste las tecnologías de la energía."

Los investigadores publicaron sus resultados recientemente, en Nano Letters. Actualmente, están en proceso de presentar una solicitud de patente para sus técnicas.

Fuente: Instituto Santa Fe