Nanopilares para paneles solares más baratos y flexibles
Los paneles solares que se consiguen hoy en día en el mercado son caros, por eso hay muchos investigadores alrededor del mundo buscando abaratarlos por todo tipo de medios. Ahora científicos del Laboratorio Nacional de Energía Lawrence Berkeley, Estados Unidos, parecen haber descubierto una forma de hacerlos más baratos y flexibles con nanopilares.
Ya vimos aquí en Sustentator que la nanotecnología está aportando soluciones sustentables en diferentes campos, como las lámparas eficientes, imitar la fotosíntesis o las células de combustible. Estos investigadores estadounidenses la han aplicado a los paneles solares para hacerlos más eficientes.
Demostraron que hay una forma de fabricar paneles solares de bajo coste, flexibles y que sean tan eficientes como un panel solar fotovoltaico de silicio. El diseño se vale de la nanotecnología para hacer crecer semiconductores activos ópticamente en una formación de pilares a nanoescala, cada uno de ellos un cristal que mide una mil millonésima de metro.
“Para poder aprovechar la abundancia de la energía solar hemos descubierto formas de producir en masa paneles solares fotovoltaicos”, dijo Ali Javey, uno de los investigadores. “Semiconductores de un único cristal ofrecen muchas promesas, pero la formas estándar de fabricarlos no son económicas”.
El trabajo básico de un panel solar es capturar la luz del sol y convertirla en una carga que transporta electrones y “huecos” (la ausencia de un electrón), que fluyen hacia electrodos para producir corriente eléctrica. A diferencia de un panel solar común en dos dimensiones, estos que usan nanopilares ofrecen mucha más superficie para recolectar luz.
Simulaciones por computadora han indicado que, comparado con superficies planas, las formaciones de nanopilares semiconductores deberían ser más sensibles a la luz, tener una habilidad mejorada para separar electrones de los “huecos”, y ser más eficientes.
Anteriormente se ha intentado construir paneles solares basados en semiconductores con forma de pilares, pero sin resultados. Apenas si se logró un 1 a 2 por ciento de eficiencia a la hora de transformar luz solar en electricidad. Un panel solar fotovoltaico de silicio común ronda el 20-30 por ciento de eficiencia. También era costosa la forma en que lo intentaron.
Pero Javey y su equipo desarrollaron una nueva forma controlada de usar un método llamado el proceso “vapor-líquido-sólido”, para fabricar módulos de nanopilares de un único cristal ordenados en módulos densos.
Los investigadores han logrado, dentro de una caldera de cuarzo, hacer crecer pilares de sulfuro de cadmio rico en electrones sobre una hoja de aluminio, en el que poros distribuidos geométricamente hechos por anodización sirvieron como plantilla.
En la misma caldera sumergieron los nanopilares, una vez estos crecidos, en una fina capa de cadmio y telurio rica en “huecos”, que actuó como una ventana para recolectar la luz. Los dos materiales en contacto forman el panel solar en el que los electrones fluyen a través de los nanopilares hacia el aluminio debajo, mientras que los “huecos” son conducidos a electrodos delgados de cobre-oro ubicados arriba en la ventana.
Si bien todavía no han logrado una gran eficiencia, alcanzaron un seis por ciento, que es mucho más que cualquier otro panel solar basado en nanopilares.
Pero el primer logro era poder hacerlos de forma sencilla, barata y que pueda ser aplicada a la producción en masa. Los investigadores esperan que en futuras generaciones de este dispositivo se logre eliminar todas las interferencias que impiden alcanzar una eficiencia mayor.
Fuente: ScienceDaily
