I ricercatori del dipartimento di ingegneria chimica e dell'istituto Kavli della Delft University of Technology nei Paesi Bassi hanno dimostrato che gli elettroni possono muoversi liberamente in strati di nanoparticelle semiconduttrici collegate sotto l'influenza della luce. Questa nuova conoscenza sarà molto utile per lo sviluppo di celle solari a punti quantici economiche ed efficienti. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati domenica 25 settembre sul sito web della rivista scientifica Nanotecnologia della natura.

Gli attuali pannelli solari in silicio cristallino sono costosi da produrre. Sono disponibili celle solari più economiche, ma questi sono inefficienti. Per esempio, una cella solare organica ha un'efficienza massima dell'8%. Un modo per aumentare l'efficienza delle celle solari a basso costo è l'uso di nanoparticelle di semiconduttori, punti quantici. In teoria, l'efficienza di queste celle può essere aumentata al 44%. Ciò è in parte dovuto all'effetto valanga, dimostrato dai ricercatori della TU Delft e della Fondazione FOM nel 2008. Nelle attuali celle solari, una particella di luce assorbita può eccitare solo un elettrone (creando una coppia elettrone-lacuna), mentre in una cella solare a punti quantici una particella di luce può eccitare diversi elettroni. Più elettroni vengono eccitati, maggiore è l'efficienza della cella solare.

Fino ad ora, la creazione di coppie elettrone-lacuna sotto l'influenza della luce è stata dimostrata solo entro i limiti di un punto quantico. Per essere utilizzabile in celle solari, è essenziale che gli elettroni e le lacune siano in grado di muoversi. Questo è ciò che crea una corrente elettrica che può essere raccolta su un elettrodo. I ricercatori dello stesso gruppo di ricerca hanno ora dimostrato che le coppie elettrone-lacuna possono anche muoversi come cariche libere tra le nanoparticelle. A tal fine hanno collegato insieme le nanoparticelle, utilizzando molecole molto piccole, in modo che fossero molto densamente raggruppati pur rimanendo separati l'uno dall'altro. Le nanoparticelle sono così vicine che ogni singola particella di luce assorbita dalla cella solare fa sì che gli elettroni si muovano.