Hoy día sólo los paneles solares destinados a la industria aeroespacial superan el 30 % de eficacia en la conversión energética. Estos paneles, por ejemplo los que fabrica Spectrolab-Boeing, disponen de tres capas de semiconductores, cada una capturando diferentes partes del espectro electromagnético y juegos de lentes y espejos para favorecer la tasa de conversión energética, siendo muy caros de producir todavía. Lo normal en los paneles fotovoltácios comercializados en la actualidad son tasas de eficacias en torno al 15 % reales, por lo que el incremento de esta tasa tiene una gran importancia.
En los paneles solares convencionales, más del 50 por ciento de las cargas generadas por la luz del sol se pierden debido a los defectos en el proceso de fabricación de los propios paneles, según el ingeniero Jun Xu, investigador en el Laboratorio Nacional del Departamento de Energía de Oak Ridge (USA).
Las irregularidades en la formación de la estructura cristalina de las células solares limitan la transferencia de la luz solar en energía eléctrica. Esta es la causa de la poca eficiencia de los paneles solares fotovoltáicos y la línea principal de investigación para aumentar la tasa de transferencia energética y por lo tanto la eficiencia de las placas.
Esta es la razón por la que Jun Xu y su equipo están estudiando cómo utilizar estructuras cónicas llamadas "nanocones" - estructuras en forma de cono de una millonésima de un metro de largo y que puede neutralizar los defectos de transferencia energética.
Los nanocones, de polaridad negativa, están hechos de óxido de zinc, y rodeado de un semiconductor, teluro de cadmio, de polaridad positiva, que absorbe la luz solar. La estructura del cono tridimensional actúa como un nexo entre el óxido de zinc y el teluro de cadmio, por lo que favorece una conversión suave de la carga solar en electricidad.
La idea, dijo Xu, no es "arreglar" los defectos, pero si hacer que sean irrelevantes. Con las estructuras nanocone, el equipo fue capaz de aumentar la carga eléctrica total mejorando la eficiencia al superar los defectos de conversión energética.
"Si los productores no pueden evitar los defectos y no hay forma de solucionarlo, con esta nueva estructura hacemos los defecto menos relevante", dijo. "Es necesario aumentar la eficiencia ... tienes que ser capaz de aumentarla tasa de transferencia energética. Con una estructura nanocone, se puede hacer eso."
A un pequeño nivel, el aumento de la eficiencia es relativamente de menor importancia - llegando a 3,2 por ciento, en comparación con un 1,8 por ciento para los paneles sin nanocones. Pero Xu cree que esto dará sus frutos en una escala más grande.
"Nuestra eficacia es moderada en la producción, pero la diferencia entre las dos plataformas es enorme", dijo, en referencia a los modelos con y sin nanocones. En el mundo real, incluso un aumento mucho menor de ese porcentaje sería un logro importante para la energía solar.
"Si podemos reducir el material defectuoso y aumentar la eficiencia sobre el 10 o 15 por ciento", dijo, "eso sería un gran éxito."
El óxido de zinc y el teluro de cadmio son materiales relativamente baratos para crear nanocones, así, dijo Xu, con un gran potencial de reducilón del coste de los paneles solares comerciales si se aplica al silicio - el material más común usado en la construcción de los paneles.
Esta claro que la producción de energía eléctrica por fuentes FV es el futuro y la investigación debe seguir avanzando para abaratar la tecnología y aumentar su eficacia.
La Generación Distribuida FV es el futuro.
Esta es la razón por la que Jun Xu y su equipo están estudiando cómo utilizar estructuras cónicas llamadas "nanocones" - estructuras en forma de cono de una millonésima de un metro de largo y que puede neutralizar los defectos de transferencia energética.
Los nanocones, de polaridad negativa, están hechos de óxido de zinc, y rodeado de un semiconductor, teluro de cadmio, de polaridad positiva, que absorbe la luz solar. La estructura del cono tridimensional actúa como un nexo entre el óxido de zinc y el teluro de cadmio, por lo que favorece una conversión suave de la carga solar en electricidad.
La idea, dijo Xu, no es "arreglar" los defectos, pero si hacer que sean irrelevantes. Con las estructuras nanocone, el equipo fue capaz de aumentar la carga eléctrica total mejorando la eficiencia al superar los defectos de conversión energética.
"Si los productores no pueden evitar los defectos y no hay forma de solucionarlo, con esta nueva estructura hacemos los defecto menos relevante", dijo. "Es necesario aumentar la eficiencia ... tienes que ser capaz de aumentarla tasa de transferencia energética. Con una estructura nanocone, se puede hacer eso."
A un pequeño nivel, el aumento de la eficiencia es relativamente de menor importancia - llegando a 3,2 por ciento, en comparación con un 1,8 por ciento para los paneles sin nanocones. Pero Xu cree que esto dará sus frutos en una escala más grande.
"Nuestra eficacia es moderada en la producción, pero la diferencia entre las dos plataformas es enorme", dijo, en referencia a los modelos con y sin nanocones. En el mundo real, incluso un aumento mucho menor de ese porcentaje sería un logro importante para la energía solar.
"Si podemos reducir el material defectuoso y aumentar la eficiencia sobre el 10 o 15 por ciento", dijo, "eso sería un gran éxito."
El óxido de zinc y el teluro de cadmio son materiales relativamente baratos para crear nanocones, así, dijo Xu, con un gran potencial de reducilón del coste de los paneles solares comerciales si se aplica al silicio - el material más común usado en la construcción de los paneles.
Esta claro que la producción de energía eléctrica por fuentes FV es el futuro y la investigación debe seguir avanzando para abaratar la tecnología y aumentar su eficacia.
La Generación Distribuida FV es el futuro.
Arturo Martín
CEO
Global Green Ingenieros S.L.
Edificio ARIETE.
CEO
Global Green Ingenieros S.L.
Edificio ARIETE.
Calle Innovacion, 6-8.
Parque Empresarial PISA
E41927 Mairena del Aljarafe.
Sevilla
Spain
(www.grupoglobalgreen.es)
E41927 Mairena del Aljarafe.
Sevilla
Spain
(www.grupoglobalgreen.es)
