El Departamento de Energía renueva el Centro de Semiconductores Híbridos Orgánico-Inorgánicos para Energía del NREL
Durante los últimos cuatro años en CHOISE, un Centro de Investigación de Fronteras Energéticas dentro de la Oficina de Ciencias Energéticas Básicas del DOE, los investigadores han estudiado características del semiconductor híbrido de perovskita que pueden conducir a nuevas tecnologías avanzadas de eficiencia energética. La renovación de $13,3 millones permite otros cuatro años de ese trabajo.
La investigación en CHOISE tiene como objetivo aprovechar las interacciones entre los subcomponentes orgánicos e inorgánicos en los semiconductores híbridos. Cada uno tiene sus propias ventajas para las aplicaciones de energía limpia, pero la unión de los dos ofrece oportunidades sin precedentes para controlar las propiedades de los semiconductores.
«Hay un gran esfuerzo dentro del DOE y en todo el mundo para desarrollar semiconductores híbridos de perovskita para células solares», dijo Matthew Beard, director de CHOISE e investigador principal del Centro de Química y Nanociencia del NREL. «Para hacer eso, necesitamos entender, ¿a dónde va la energía cuando absorbes la luz? ¿Cómo la diriges de la manera que quieres? ¿Y cómo se derivan estas propiedades de la estructura molecular del semiconductor híbrido? Los tipos de preguntas científicas fundamentales estamos tratando de responder.» .»
Beard recibió recientemente el premio Ernest Orlando (EO) Lawrence, que reconoce a los científicos e ingenieros estadounidenses en la mitad de su carrera por sus destacados logros científicos, técnicos y de ingeniería. Señaló que CHOISE ha realizado contribuciones significativas en los últimos cuatro años, incluida la introducción de quiralidad, una forma de asimetría molecular, en sistemas de semiconductores híbridos extendidos para controlar el espín de los electrones.
«Descubrimos que se puede crear una clase completamente nueva de semiconductores al combinar los atributos de una molécula orgánica que es quiral con sistemas inorgánicos extendidos que son semiconductores», dijo. «Queremos poder controlar y comprender la interconversión entre la luz, la carga y la rotación. La quiralidad nos permite hacer eso».
La investigación futura se centrará en una comprensión más profunda de estos nuevos sistemas de semiconductores. Un desafío, dijo Beard, es comprender y controlar la interfaz donde se encuentran dos sistemas híbridos distintos para dirigir el flujo de energía. El equipo de CHOISE, que incluye a Joe Berry, Jeff Blackburn, Joey Luther y Kai Zhu de NREL, investigará estos y otros aspectos de los semiconductores híbridos avanzados que pueden soportar la próxima generación de energía fotovoltaica y otras tecnologías de energía limpia.
Científicos de ocho instituciones de investigación colaboradoras se unen a los del NREL en CHOISE. Los socios incluyen la Universidad de Colorado, Boulder; Universidad de Duke; la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill; Universidad Estatal de San Diego; la Universidad de Toledo; la Universidad de Utah; la Universidad de California, Santa Cruz; y la Universidad Estatal de Carolina del Norte; los dos últimos son nuevos en el proyecto.
