Las células solares son una de las tecnologías más importantes en la transición a las energías renovables, pero todavía hay mucho margen de mejora.
Investigadores de la Universidad de Nueva York han desarrollado una fina película que aumenta la eficiencia de las células solares al convertir las longitudes de onda no usadas en otras que pueden utilizarse para producir electricidad.
Aprovechar todo el espectro visible de la luz solar.
El silicio es el material preferido para la mayoría de las células solares que se utilizan hoy en día, pero aunque destaca en la absorción del extremo rojo del espectro visible de la luz solar, prácticamente ignora las longitudes de onda más cortas, como la luz ultravioleta y la azul.
Los científicos han estado experimentando con diferentes diseños de células solares, materiales y tintes que podrían aprovechar más el espectro, pero hasta ahora ha sido difícil lograr avances significativos.
Ahora, los investigadores de la NYU Tandon podrían haber logrado un gran avance, con una fina película que puede convertir los fotones UV y azules de la luz solar en fotones del infrarrojo cercano. La película podría utilizarse para aumentar la eficiencia de una célula solar de silicio ya existente, permitiéndole recoger la energía que de otro modo se desperdiciaría.
Y lo que es más importante, no bloquea las demás longitudes de onda de la luz que el silicio puede aprovechar fácilmente. Además, al reducir la cantidad de radiación ultravioleta que incide sobre la célula solar, ésta puede durar más tiempo.
La película se compone de un material inorgánico de perovskita dopado con pequeñas cantidades de iterbio. La perovskita es capaz de absorber la luz azul y transferir esa energía al iterbio, que la emite como luz casi infrarroja. Estos fotones rojos pueden ser captados por la célula solar de silicio, complementando su dieta habitual procedente directamente del Sol.
Pruebas.
En las pruebas, el equipo descubrió que la película podía convertir los fotones azules en rojos con una eficiencia del 82,5%. Es importante no confundir esta cifra con la eficiencia de la célula solar en sí misma, que sigue rondando los 20 años para el silicio, pero esta nueva película debería ayudar a aumentarla. Hasta qué punto es una cuestión que habrá que analizar en nuevas pruebas.
Formas de mejorar su diseño.
En un estudio de seguimiento, cambiaron la temperatura del proceso de producción para reducir la cantidad de bismuto que se escapa del material. Las películas resultantes presentaban eficiencias de conversión de fotones azules a rojos de hasta el 95%.
Y aún se puede llegar más lejos. El equipo dice que podría ser posible romper la barrera del 100% de eficiencia, lo que significaría que se emiten más fotones rojos que el número de fotones azules que golpean la película. Sin embargo, el camino hacia ese posible avance sigue siendo complejo por ahora.
Vía nyu.edu
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