Un 'estado oscuro' permite placas solares más eficientes

MADRID 15 Dic. (EUROPA PRESS) -

La eficiencia de las células solares convencionales podría aumentar considerablemente, según una nueva investigación sobre los mecanismos de conversión de energía solar dirigida por el químico Xiaoyang Zhu, de la Universidad de Texas en Austin. Zhu y su equipo han descubierto que es posible duplicar el número de electrones cosechados de un fotón de luz solar mediante un material orgánico semiconductor de plástico.

"La producción de células solares semiconductoras de plástico tiene grandes ventajas, una de las cuales es el bajo coste", ha señalado Zhu, quien ha añadido que "combinado con las enormes capacidades del diseño molecular, este descubrimiento abre la puerta a un enfoque nuevo y emocionante para la conversión de energía solar que da lugar a eficiencias mucho más altas."

La eficacia teórica máxima de la célula solar de silicio hoy en día es de aproximadamente el 31 por ciento, porque gran parte de la energía del sol que golpea la celda es demasiado alta para ser convertida en electricidad. Esa energía, en forma de "electrones calientes", resulta, en cambio, perdida en forma de calor. La captura de "electrones calientes" podría contribuir a aumentar la eficiencia de conversión de energía solar a eléctrica hasta un 66 por ciento.

Zhu y su equipo han demostrado que los "electrones calientes" podrían ser capturados utilizando nanocristales semiconductores. "Por un lado", el 66 por ciento de eficiencia sólo puede lograrse cuando se utiliza luz solar altamente concentrada, no sólo la luz del sol que generalmente incide en un panel solar. Esto crea problemas cuando se considera las posibilidades de ingeniería de un nuevo material o dispositivo "ha explicado el autor del estudio, publicado en 'Science'.

Para sortear este problema, Zhu y su equipo han encontrado una alternativa. Descubrieron que un fotón produce un oscuro "estado de sombra" cuántica, en el que dos electrones se pueden capturar de manera eficiente para generar más energía en el semiconductor.

Zhu ha indicado que la explotación de ese mecanismo podría aumentar la eficiencia de células solares un 44 por ciento sin la necesidad de enfocar un rayo solar, lo cual favorecería una mayor utilización de esta tecnología.