Los paneles fotovoltaicos hace tiempo que dejaron de ser una elección para convertirse en una necesidad. Más allá del considerable ahorro que supone su uso, hay otras razones por las que merece la pena optar por ellos o, en su defecto, por opciones que cumplan la misma función.
Ayudas a cuidar el medio ambiente reduciendo tu huella ecológica. No hay nada sobre la energía solar que contamine el entorno. No libera gases de efecto invernadero y, exceptuando la necesidad de una fuente de agua limpia para funcionar, no usa ningún otro recurso. Asimismo, permite que exista menos pérdida de electricidad y contribuye al mejor funcionamiento de la red eléctrica.
Nadie esperaba que aparecieran estos paneles solares
En este contexto, un renovado concepto de paneles solares utiliza el material más antiguo que conocemos. Los resultados que registra son completamente inesperados. Rasmus Nielsen, Andrea Crovetto, Alireza Assar, Ole Hansen, Ib Chorkendorff y Peter C.K. Vesborg, de PRX Energy, publicaron un estudio en APS sobre una revolucionaria idea.
Cabe destacar que PRX Energy es una marca de corretaje de energía orientada al valor enfocado en reducir los costos de energía, fomentar la energía renovable y garantizar la seguridad energética a largo plazo.
Las células solares en tándem, que traen dos absorbentes con diferentes bandas prohibidas en un solo dispositivo, prometen alcanzar eficiencias significativamente mayores en los dispositivos. No obstante, hay pocos modelos que han logrado comercializarse.
El reto principal con el que se encuentran para desarrollar la célula solar en tándem de bajo costo y próxima generación es la identificación de una celda superior de banda prohibida ancha compatible con el procedimiento con una celda inferior de banda prohibida baja. Esto conservando un rendimiento alto, bajo costo y estabilidad a largo plazo.
En el artículo mencionado, los autores presentaron una célula solar en tándem en selenio/silicio monolíticamente integrada. Combinaron experimentos y simulación de dispositivos para investigar la arquitectura del dispositivo y las interfaces de heteroestructura.
Una forma de proceder que brindó información valiosa acerca de los desafíos clave que deben abordarse para lograr mayores eficiencias. Este semiconductor inorgánico dispone de una banda prohibida directa reportada entre 1.8 y 2.0 eV en su fase trigonal, que “puede sintonizarse dentro del rango de 1.2-1.8 eV a través de la aleación con telurio”.
Los nuevos paneles solares que utilizan selenio
Los expertos fabricaron con éxito las primeras células solares monolíticas en tándem de selenio/silicio. Cabe destacar que el selenio es el material fotovoltacio más antiguo que existe. El dispositivo inicial usa ZnMgO como material de contacto selectivo de electrones, lo que expone un voltaje de circuito abierto alentador de VOc=1.68V.
Sin embargo, no todo es color de rosa. Los investigadores registraron graves pérdidas de transporte del portador de carga que limitan el rendimiento general del artefacto. “Usando SCAPS-1D, simulamos los diagramas de bandas de energía de la heteroestructura e identificamos una barrera de transporte crítica que restringe el flujo de electrones”.
“Para reducir la altura de la barrera, introducimos TiO2 en sustitución de ZnMgO, lo que resulta en un aumento de diez veces en la eficiencia general de conversión de potencia del tándem a PCE=2.7%”, explican desde la firma.
De forma paralela, la compañía fabrica y caracteriza células solares bifaciales de selenio de unión única para conseguir una visión más completa de la dependencia de la polaridad de la pieza.
En definitiva, el estudio de PRX Energy nos muestra un panorama diferente sobre los paneles solares utilizando el selenio, el material más antiguo que conocemos. Su trabajo brinda información valiosa sobre los desafíos clave a abordar en este campo. Asimismo, el sector de los paneles solares nos está “regalando” otros inventos revolucionarios, como los paneles que producen más energía cuando está nublado.
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