Las células, 100 veces más finas que el papel, podrían reducir los costes de generación solar y aumentar su eficiencia.
Los investigadores han desarrollado una célula solar de 1μm (micrómetro) de grosor capaz de convertir el 66,5% de la luz solar en electricidad.
Un artículo científico publicado en la revista ACS Photonics detalla una célula de silicio que genera 26,3mA/cm² (miliamperios por centímetro cuadrado) en condiciones de laboratorio. Esto supone un aumento del 25% respecto al anterior récord solar ultrafino de 19,72 mA/cm² logrado en 2017.
Los investigadores estiman que las células, aproximadamente 100 veces más finas que una hoja de papel estándar internacional, podrían mejorar aún más hasta alcanzar los 33,8 mA/cm². Esto crearía una célula fotovoltaica con una eficiencia del 21%, más o menos en línea con los paneles más grandes.
Las células solares ultradelgadas desarrolladas se basan en estructuras cristalinas ultradelgadas ya desarrolladas, pero usan «patrones hiperuniformes desordenados correlacionados«. Éstos permiten más del doble de absorción de luz solar que una placa de silicio uniforme.
Académicos de la Universidad británica de Surrey y del Imperial College de Londres colaboraron con investigadores del Centro de Nanofotónica y del Centro de Investigación Avanzada de Nanolitografía, ambos en los Países Bajos, para desarrollar la célula.
El equipo fabricó las células de prueba usando cristales de silicio ultrafinos, «grabando» estos con patrones mediante litografía de haz de electrones y fluidos de grabado. El producto final tenía un grosor ligeramente variable de aproximadamente 1,18μm en áreas de 1,3×1,3 mm² o 4,8×4,8 mm².
Los desarrolladores dicen que ahora investigarán la asociación comercial y las posibles técnicas de fabricación.
Uno de los retos de trabajar con el silicio es que casi un tercio de la luz rebota directamente en él sin ser absorbida ni aprovechada la energía. Una capa texturizada sobre el silicio ayuda a resolver este problema, y nuestro diseño desordenado, pero hiperuniformes, en forma de panal de abejas es especialmente exitoso.
Dr. Marian Florescu, Instituto de Tecnología Avanzada de la Universidad de Surrey
Hay un enorme potencial para utilizar energía solar fotovoltaica ultrafina. Por ejemplo, dada su ligereza, serán especialmente útiles en el espacio y podrían hacer viables nuevos proyectos. Como usan mucho menos silicio, se espera que también haya un ahorro de costes aquí en la Tierra, además de que podría haber potencial para aportar más beneficios del internet de las cosas y para crear edificios de energía cero alimentados localmente.
Más información: acs.org (texto en inglés).
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