El sector de la energía fotovoltaica ha evolucionado notablemente en los últimos años. La llegada de las nuevas formas de obtención de energía solar es un antes y un después. De hecho, hay un nuevo tipo de células fotovoltaicas que multiplican por mil la eficiencia de los paneles solares. Son aquellas que utilizan la técnica de superredes o redes de heteroestructuras.
No hablamos de un concepto nuevo, sino de uno renovado que tiene su origen en 1974. Sin embargo, no ha tenido una gran repercusión hasta estos últimos años. A través de este tipo de técnicas, han salido a la luz nuevas maneras de desarrollar células fotovoltaicas, como las creadas a partir del uso de perovskitas.
Los paneles solares multiplican su eficiencia con materiales ferroeléctricos
Las redes de heteroestructuras se conforman mediante la aplicación de capas alternas de materiales ferroeléctricos diferentes. Estas capas cuentan con un grosor nanométrico y se apilan para crear los paneles solares. Hace tiempo que se invetiga esta nueva estructura y varios estudios ya corroboran que puede multiplicar por 1.000 su eficiencia.
La composición está dispuesta de la siguiente manera:
- Titanato de bario.
- Titanato de estroncio.
- Titanato de calcio. Este último sustituye al silicio.
Proceso para mejorar el rendimiento de los paneles solares
Según un estudio de la Universidad Martín Lutero de Haller-Wittenberg en Alemania, el silicio da vida a unas nuevas células fotovoltaicas aportando un rendimiento muy por encima de lo que solemos ver.
El autor principal del estudio, Yeseul Yun, manifiesta: “Incrustamos el titanato de bario entre titanato de estroncio y titanato de calcio. Esto se logró vaporizando los cristales con un láser de alta potencia y redepositándolos sobre sustratos portadores, lo que produjo un material compuesto por 500 capas de unos 200 nanómetros de espesor”.
Aumento de eficacia por mil
Durante las pruebas, los científicos repararon en que esta combinación podía llevar la eficiencia a unos niveles superiores, multiplicándola por 1.000. Este material en estado puro no tiene mucha capacidad para absorber luz solar. Como resultado, genera una corriente fotovoltaica relativamente baja. No obstante, la mezcla de capas de titanato de calcio y titanato de estroncio hace que el rendimiento aumente.
Los científicos todavía no se explican cómo sucede esto, pero la interacción entre estas capas lleva a una relación más fluida entre los electrones a través de la excitación de estos con fotones de luz. El periodo por el que los cristales fueron estudiados fue de seis meses y, durante ese tiempo, conservaron un flujo constante en todos los rangos de temperatura, un dato esperanzador para el sector.
Ventajas y desafíos
Observando los resultados obtenidos, se vislumbra una considerable diferencia con las células fotovoltaicas fabricadas con perovskitas, ya que esta familia de minerales alcanza la degradación mucho antes. No obstante, la creación de células solares a mediante materiales ferroeléctricos tiene también una gran ventaja: es más fácil de producir que el silicio y también más asequible.
¿Por qué sucede esto? Porque al poder separar de forma natural sus cargas, no es necesaria una unión PN (base para la producción de células fotovoltaicas a través de capas dopadas positiva y negativamente). Estamos ante un desarrollo que podría cambiar de manera sustancial la industria de la energía solar.
Según la Agencia Internacional de la Energía, la solar podría convertirse en la mayor fuente para 2050. Siendo así, conviene tener de nuestro lado productos con el mejor rendimiento posible.
En definitiva, los paneles solares juegan un papel fundamental en el sector energético e innovaciones como esta pueden suponer pueden cambiar drásticamente nuestra forma de vivir. Solo hay que esperar para verificar si, efectivamente, los expertos están en lo cierto.