El Sol es una fuente de energía potente, pero aprovechar todo su potencial de forma eficiente es un gran desafío, hasta ahora. Investigadores alemanes, crean el primer panel solar de titanio, hasta 1000 veces más potentes que los paneles tradicionales.
¿Cómo y qué hace diferente a un panel solar de titanio de uno tradicional?
La mayoría de las células solares actuales están basadas en silicio; sin embargo, su eficiencia es limitada. Por ello, investigadores de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) han descubierto una forma de incrementar la efectividad de las células solares hasta en 1000 veces (otro muy eficiente es este panel solar perfecto que ya existe, el problema es que lo tiene Rusia).
El equipo de científicos logró este avance creando capas cristalinas de titanato de bario, titanato de estroncio y titanato de calcio, que se colocaron alternativamente una sobre otra en una estructura reticular.
Las células solares que se utilizan actualmente se basan principalmente en silicio. Esto ha llevado a los investigadores a explorar nuevos materiales, como los ferroeléctricos, entre ellos el titanato de bario, que es un óxido mixto hecho de bario y titanio.
Los materiales ferroeléctricos tienen cargas positivas y negativas separadas espacialmente, lo que conduce a una asimetría que produce electricidad a partir de la luz. Distinto del silicio, los cristales ferroeléctricos no necesitan una unión pn para lograr el efecto fotovoltaico, lo que agiliza la producción de paneles solares.
Capas extremadamente delgadas mejoran el rendimiento solar
El titanato de bario puro no absorbe mucha luz solar, lo que da como resultado una fotocorriente relativamente baja. La nueva investigación ha demostrado que la combinación de capas extremadamente delgadas de diferentes materiales aumenta significativamente el rendimiento de la energía solar.
El grupo de investigación descubrió que el efecto fotovoltaico se mejora enormemente si la capa ferroeléctrica se alterna no solo con una, sino con dos capas paraeléctricas diferentes.
Durante las mediciones fotoeléctricas, el nuevo material fue irradiado con luz láser. El resultado sorprendió incluso al grupo de investigación: en comparación con el titanato de bario puro de espesor similar, el flujo de corriente fue hasta 1000 veces más fuerte, a pesar de que la proporción de titanato de bario como principal componente fotoeléctrico se redujo en casi dos tercios.
Al incrementar el efecto fotovoltaico de los cristales ferroeléctricos, el material podría acrecentar la eficiencia de los paneles solares. Esto no solo haría que la energía solar fuera más rentable, sino que también reduciría nuestra dependencia de los combustibles fósiles y ayudaría a combatir el cambio climático.
¿Qué significa este logro para los paneles solares del futuro?
Este nuevo material tiene implicaciones de mucho valor para la industria de panel solar. Los paneles solares fabricados con este nuevo material serían significativamente más eficientes y el costo de producción sería menor que el de las células solares basadas en silicio. Además, requerirían menos espacio para generar la misma cantidad de electricidad, lo que los hace ideales para su uso en áreas urbanas donde el espacio es limitado.
La energía solar es una de las fuentes renovables de más rápido desarrollo y uso, de hecho, se espera que la demanda de paneles solares incremente aún más en los próximos años. Según la Agencia Internacional de la Energía, se prevé que la energía solar se convierta en la mayor fuente de electricidad en 2050, representando aproximadamente un tercio de la generación eléctrica mundial.
Sin embargo, para que esto se convierta en realidad, es necesario mejorar la eficiencia de los paneles solares actuales. Se requieren nuevas innovaciones como esta energía del futuro que está en México: paneles solares que funcionan por las dos caras.
El equipo ya está trabajando en un nuevo prototipo de célula solar basado en sus hallazgos. Si se logra, esto podría llevarnos al desarrollo de paneles solares comerciales más eficientes en los próximos años.
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