Un avance en el mundo de la energía solar está generando expectativas, especialmente por su enfoque en materiales más amigables con el ambiente. Según un estudio reciente, los nanocristales de AgBiS2, un tipo de calcógeno ternario, se están posicionando como una alternativa prometedora para la fabricación de células solares ultrafinas, ligeras y de bajo costo.
Este material, libre de metales pesados y por lo tanto compatible con la normativa RoHS, destaca por su estabilidad y su potencial en aplicaciones fotovoltaicas. Sin embargo, su desarrollo ha enfrentado desafíos relacionados con el transporte de carga, limitado por baja movilidad de los portadores y la presencia de defectos en la superficie, lo que reduce la longitud de difusión de los portadores y afecta la absorción de fotones en el infrarrojo cercano.
Para superar estas limitaciones, investigadores han demostrado un enfoque innovador: el crecimiento epitaxial mediado por ligando de una capa de perovskita de haluro de plomo molecular que se forma como un puente a lo largo de la faceta (100) de los nanocristales de AgBiS2. Esta estrategia no solo permite una pasivación eficiente de la superficie, sino que también mejora el transporte de carga.
Gracias a esta unión, los nanocristales puenteados pueden someterse a procesos de recocido a temperaturas elevadas sin generar nuevos defectos. Esto favorece un mayor desorden catiónico, lo que a su vez activa completamente su capacidad de absorción de luz. El efecto combinado de la modulación estructural y la ingeniería del desorden catiónico aborda una contradicción histórica en estas células: la dificultad de equilibrar la extracción de carga y la absorción de luz.
El resultado es la posibilidad de fabricar capas fotoactivas más gruesas, compensando así las pérdidas en la absorción del infrarrojo. Con una capa de nanocristales de AgBiS2 de 185 nm de espesor, las células solares alcanzaron una eficiencia certificada de conversión de potencia del 11.22% y una corriente de cortocircuito de aproximadamente 34 mA cm⁻² bajo iluminación AM 1.5 G, según se reporta en el estudio, marcando un récord en el desempeño de este tipo de tecnología.