Tener una instalación de paneles solares permite ganar independencia energética y ahorrar unos euros en la factura a final de mes. Pero aunque la tecnología ha avanzado muchísimo, las placas solares todavía tienen margen de mejora. Y justo en esa dirección apunta el último descubrimiento que llega de la mano de investigadores de la Universidad de Kyushu en Japón.
Según dicen, afirman que han desarrollado una tecnología que empuja la eficiencia de conversión de energía de las células solares al 130%. Algo que en principio parece exagerado, aunque en realidad tiene un truco como veremos a continuación.
Un avance en el rendimiento de las placas solares
Utilizando un complejo de metal denominado “spin-flip” basado en molibdeno combinado con un material de fisión singlete, los científicos explican que han sido capaces de lograr generar más portadores de energía utilizables que los fotones entrantes.
Las células solares fotovoltaicas actuales convierten solo alrededor del 20% de la luz solar que incide en ellas en electricidad utilizable. Esto es debido a que los fotones, que son paquetes de energía luminosa, fluyen desde el Sol y golpean un material semiconductor, típicamente silicio. Cuando un fotón incide en la superficie del panel transfiere su energía a un electrón en el semiconductor, soltándolo y poniéndolo en movimiento.
Los electrones en movimiento con esta energía constituyen una corriente eléctrica que es la que nosotros luego aprovechamos. El problema es que los fotones llegan con niveles de energía muy diferentes dependiendo de su longitud de onda, como por ejemplo sucede con los fotones infrarrojos, que no llevan suficiente energía para soltar electrones, sino que pasan a través o son absorbidos como calor.
Los fotones de luz azul, por su parte, llevan mucha más energía de la que se necesita para liberar un electrón. El exceso se elimina como calor y también se desperdicia. Este desajuste entre el suministro de energía y el umbral de electrones del semiconductor impone un techo teórico a la eficiencia conocido como el límite de Shockley-Queisser. Y para una célula solar estándar de unión única se sitúa alrededor del 33%.
Esta es la razón por la que incluso los mejores paneles solares disponibles comercialmente hoy en día no superan el 25% de la eficiencia de conversión. Aquí es donde es interesante el descubrimiento de estos científicos de Kyushu, que se centran en el fenómeno físico llamado fisión singlete.
Se trata de un proceso en el que un solo excitón de alta energía se divide en dos excitones de menor energía. Así, en lugar de producir un excitón por fotón como sucede en los paneles actuales, el proceso permite que un solo fotón de alta energía dé como resultado dos excitones de menor energía.
El resultado es un rendimiento cuántico medible de alrededor del 130%. Es decir, que en promedio se pueden aprovechar con éxito 1,3 excitones por cada fotón absorbido. ¿significa esto que los paneles podrán tener una eficiencia del 130 %? No, eso iría en contra de la ley de conservación de la energía.
Lo que implica es que se pueden obtener rendimientos a nivel cuántico del 130 %, que luego traducido al mundo macroscópico real permitiría obtener entre el 35-45% en condiciones ideales. No parece un gran logro, pero supone duplicar la eficiencia de muchos paneles actuales.
Vía | New Atlas | American Chemical Society
Imagen portada | PxHere
En Xataka Smart Home | Este invento hace que las placas solares generen más energía y de paso, acaba con uno de sus grandes inconvenientes
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La noticia
Estos científicos afirman haber conseguido algo que parecía imposible: multiplicar enormemente el rendimiento de las placas solares
fue publicada originalmente en
Xataka Smart Home
por
Paco Rodríguez
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