Acuerdo “dos por uno” sobre electrones para aumentar la eficiencia de las células solares

Un estudio realizado por la Universidad de California (UC) – Riverside propone un método innovador para aumentar la eficiencia de las células solares comerciales a más del 30%.

El proceso conocido como “fisión singlete” permite duplicar la carga eléctrica generada por la luz de alta energía. Esta área de investigación también fue impulsada por el MIT y la Universidad de Cambridge.

Las células solares más utilizadas están hechas de silicio cristalino. Generan electricidad absorbiendo toda la energía de un paquete de luz (llamado “fotón”) y convirtiéndola en un electrón. Estos electrones generados luego se suman a la electricidad extraída de una célula solar. Sin embargo, los fotones tienen diferentes cantidades de energía dependiendo de la longitud de onda (o “color”) de la luz y sólo pueden ser absorbidos por el silicio si su energía está por encima de un límite inferior llamado “energía de banda prohibida”. Para empeorar las cosas, el exceso de energía por encima de la “banda prohibida” que posee un fotón no se puede utilizar para crear otros electrones y se desperdicia en forma de calor. Hasta ahora.

Lo único de la fisión singlete es que el proceso permite la creación de dos electrones por cada fotón de alta energía. Esto efectivamente duplica la energía potencial producida por partes de alta energía del espectro de luz, lo que permite una generación de energía solar más eficiente. Las estimaciones iniciales de UC Riverside sugieren que la fisión singlete “tiene el potencial de aumentar la eficiencia de las células solares hasta en un 30%”. Christopher Bardeen, profesor de química en UC Riverside, señaló que “(trabajos recientes) ya han demostrado una célula fotovoltaica orgánica con una eficiencia cuántica externa superior al 100 por ciento basada en este efecto”. Puede ser posible utilizar este efecto en (silicio -células solares) y utilizarlo para aumentar su eficiencia”.

La investigación aún se encuentra en una etapa muy temprana y todavía se comprende a un nivel fundamental. Está lejos de ser una aplicación comercial por el momento, pero sin duda es una técnica a tener en cuenta en futuros desarrollos fotovoltaicos.

Los materiales que se utilizan actualmente para detectar la fisión singlete son compuestos orgánicos baratos y no se espera que aumenten significativamente los costos de fabricación fotovoltaica. Un aumento del 30 % en la eficiencia de las células daría como resultado una reducción de los costos de los módulos fotovoltaicos de alrededor del 25 % y una reducción de los costos del sistema, todo lo cual es una buena noticia para los consumidores fotovoltaicos australianos que buscan pagar menos por sus sistemas fotovoltaicos.

Crédito de la foto superior: ciencia diaria