Semiconductores orgánicos permitirán dispositivos más ecológicos y baratos

grafeno

El silicio es el material semiconductor más utilizado en la fabricación de componentes electrónicos. También se usa en sectores que no resultan tan cotidianos, como el de la energía solar, donde sirve para que los paneles fotovoltaicos absorban luz y la conviertan en electricidad. Su efectividad está fuera de toda duda, pero hay investigaciones que tratan de buscar alternativas que aporten un mayor rendimiento. Una reciente investigación llevada a cabo en la Universidad de Bath, de Reino Unido, ha desarrollado una técnica para crear semiconductores orgánicos con cualidades diferenciadoras.

Los semiconductores orgánicos son aquellos que se basan en carbono. El término adquiere mayor familiaridad si se tiene en cuenta que el grafeno –formado por una estructura bidimensional de átomos de carbono– pertenece a esta categoría. Uno de los problemas que tienen este tipo de materiales es que no son eficientes por sí mismos conduciendo la electricidad (algo de lo que el grafeno en concreto no adolece debido a sus especiales propiedades), pues tienen una estructura desorganizada.

 

Grafeno: el material más duro y ecológico que existe

 

Sin embargo, lo que sí ofrecen todos los semiconductores orgánicos es una serie de ventajas respecto al silicio y otros compuestos similares. Son flexibles, más baratos de producir y es necesaria una cantidad menor de energía para producirlos. Los investigadores de la Universidad de Bath, en colaboración con científicos alemanes y holandeses, han dado con la solución a algunos de los problemas que tienen estos materiales para conducir la electricidad. De manera que se puedan explotar los beneficios de estos compuestos, pudiendo dar lugar a dispositivos cuya fabricación resulte más barata y ecológica.

Un semiconductor tradicional requiere la formación de materiales cristalinos para fabricarlo, un proceso en el que se gasta mucha energía. En cambio, los semiconductores orgánicos se pueden producir mediante técnicas de impresión. Es posible crear una suerte de tinta, lista para utilizarla en una impresora, a base de un polímero orgánico mezclado con un disolvente.

En este punto es necesario enriquecer las propiedades del material, pues el resultado no conduce demasiado bien la electricidad, como hemos mencionado. Para ello los investigadores han probado a añadir al conjunto moléculas dopantes, que aportan carga eléctrica al polímero. No es sencillo hacer esto, pero el trabajo de la Universidad de Bath muestra cómo se puede mejorar el rendimiento del material resultante.

El tamaño y la posición geométrica de la molécula dopante influye en la eficiencia del semiconductor. Los científicos han descubierto que esta molécula se puede acoplar a los átomos del material con diferentes orientaciones. Al final se trata de escoger la orientación que más conductividad proporcione a la mezcla.

 

Científicos descubren una manera simple de crear grafeno en grandes cantidades

Fuente: University of Bath

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