p Drs. Joseph Melinger, Paul Cunningham, Joseph Tischler e Matthew Lumb ao lado de um aparelho de sonda de bomba de laser de femtossegundo de duas cores usado para medir a eficiência da geração múltipla de excitons em nanocristais e nanobastões semicondutores de PbSe.
p Uma equipe multidisciplinar de cientistas do Laboratório de Pesquisa Naval descobriu uma maneira de adaptar nanoestruturas que podem resultar em baixo custo, células solares de alta eficiência. A pesquisa aparece no dia 10 de agosto, Edição de 2011 da revista
Nano Letras . p A tecnologia por trás dos dispositivos optoeletrônicos atualmente em uso tem sido limitada pelo fato de que um único fóton absorvido por um semicondutor resulta na criação de um único par elétron-buraco, ou exciton. Os pesquisadores do NRL descobriram que mudar a forma das nanoestruturas de PbSe (seleneto de chumbo) aumenta o processo de conversão conhecido como geração múltipla de excitons. Para conseguir isso, a equipe usa nanobastões alongados (em forma de charuto) em vez de nanocristais esfericamente simétricos (em forma de bola).
p Ao contrário da tecnologia optoeletrônica atual, que depende de um único par elétron-buraco por fóton, na geração de múltiplos excitons, o excesso de energia do exciton "quente" é usado para excitar um segundo elétron através do gap, resultando na criação de dois ou mais excitons por fóton. A descoberta da equipe do NRL de que este processo é significativamente mais eficiente nas estruturas de nanorod alongadas fornece um novo caminho para aumentar a eficiência das células solares em relação aos dispositivos atuais de última geração.
p Essas estruturas alongadas são os conversores descendentes de energia de fótons mais eficientes conhecidos. Como resultado, este sistema de material fornece uma maneira de coletar energia solar de forma extremamente eficiente. Além disso, o processo de síntese é de baixo custo, o que tornaria essas células solares muito baratas, e os materiais são compatíveis com o processamento de solução de dispositivos em substratos flexíveis. Possíveis aplicações futuras emergentes desta tecnologia, além das células fotovoltaicas, podem incluir fotodetectores ultrassensíveis, eletrônicos de alta velocidade, diodos emissores de luz, lasers, e rótulos biológicos.
p A equipe de pesquisa é composta pelos drs. Paul Cunningham, Janice Boercker, Matthew Lumb, Joseph Tischler, e Joseph Melinger da Divisão de Ciência e Tecnologia de Eletrônica da NRL; e os drs. Edward Foos e Anthony Smith da Divisão de Química da NRL.
