Sagrario Domínguez-Fernández, en telekomingenjör, har lyckats öka ljusabsorptionen i kisel med hjälp av nanostrukturer etsade på fotovoltaiska celler. Detta ökar effektiviteten i dessa elektroniska enheter som är gjorda av detta element och som omvandlar solenergi till elektricitet.
"Över 30 procent av solljuset som träffar en kiselyta reflekteras, vilket innebär att den inte kan användas i den fotoelektriska konverteringen, "förklarade Sagrario Domínguez." Eftersom nanostrukturerna på ytan av ett material har dimensioner i ljusvåglängdsområdet, de stör ytan på ett visst sätt och gör att mängden reflekterat ljus kan modifieras. "
Sagrario Domínguez konstruerade och optimerade strukturer i nanometrisk skala "för att försöka hitta en som skulle minimera reflektansen [förmågan hos en yta att reflektera ljus] för kislet i det våglängdsområde där solceller fungerar." I deras tillverkningsprocess, hon tog till det som kallas laserinterferenslitografi som består av att applicera laserstrålning på ett fotokänsligt material för att skapa strukturer i nanometrisk skala. Specifikt, hon använde polerade kiselskivor till vilka hon gav formen av en cylindrisk pelare och fick en 77 -procentig minskning av reflektansen hos detta element.
Sagrario Domínguez fortsatte sedan med att ändra tillverkningsprocesserna för att producera nanostrukturerna på kiselsubstraten som används i kommersiella solceller. "Dessa underlag har dimensioner och en ytråhet som gör dem, 'a priori', olämplig för laserinterferenslitografiprocesser, "påpekade forskaren.
Efter att ha övervunnit svårigheterna, hon införlivade nanostrukturer på solceller efter standardprocesserna inom solcellsindustrin. "Enligt litteraturen detta är första gången som det har varit möjligt att tillverka periodiska nanostrukturer; det är de som på ytan av ett material kontinuerligt upprepas på underlag av denna typ, och därför, den första vanliga solcellen med periodiska nanostrukturer, "påpekade den nya doktorandinnehavaren. Den erhållna effektiviteten är 15,56 procent, vilket är ett mycket lovande värde jämfört med andra som ingår i litteraturen. "
Forskning vid MIT
Hon fortsatte sedan med att styra sitt arbete mot tillverkning av nanostrukturer för applikationer med högre bandbredd, som sensorer. Hon lyckades skapa nanokoner med stor höjd i jämförelse med basdiametern. "Dessa strukturer presenteras i litteraturen som den bästa antireflekslösningen på hög bandbredd. Processen för att tillverka dessa strukturer är komplicerad och kan utföras tack vare den kunskap som förvärvats i avhandlingens första del, "förklarade Domínguez. Hon gjorde denna del av arbetet vid Massachusetts Institute of Technology (MIT), det amerikanska universitetet där hon gjorde en nio månaders praktik.
Dessa nanokonstrukturer "skär 30 procent kiselreflektansen till värden under mellan 4 procent och 0,2 procent beroende på våglängdsområdet. Detta är det lägsta reflektansvärdet som finns i litteraturen för periodiska nanostrukturer, "avslutade Domínguez.
