Las células solares de mineral de silicio, calcio y titanio cambiarán por completo la eficiencia de la generación de energía
Las células solares de mineral de silicio, calcio y titanio cambiarán completamente la eficiencia de generación de energíay
Las células solares tradicionales basadas en compuestos semiconductores de silicio tienen una eficiencia máxima teórica del 29% a la hora de convertir la luz solar en energía eléctrica. Sin embargo, al fusionar la segunda capa de perovskita con la capa base de silicio, las células solares pueden superar este umbral de eficiencia en un futuro próximo.
La perovskita es un tipo de compuesto con la misma estructura cristalina que el mineral de óxido de calcio y titanio. Este material altamente flexible se puede utilizar para diversas aplicaciones, incluidas máquinas ultrasónicas, chips de almacenamiento y células solares para generación de energía. Investigaciones recientes muestran que la perovskita puede ser un"arma secreta"promover la eficiencia de generación de energía de la industria de células solares a un nuevo nivel.
La tecnología actual de células solares se está acercando rápidamente a su nivel más alto de eficiencia, pero aún no alcanza el nivel requerido para que la energía solar sea un factor mitigante importante para abordar el calentamiento global. Los científicos han afirmado que la eficiencia debe superar el 30% y la tasa de instalación de nuevos paneles solares debe ser diez veces mayor que el nivel de adopción actual.
Al agregar una capa adicional de óxido de calcio y titanio (ambos con propiedades semiconductoras) sobre un sustrato de silicio, se puede mejorar la energía capturada de la luz solar. La capa de silicio captura electrones en luz roja, mientras que la capa de calcio y titanio captura luz azul. La mejora de la capacidad de absorción de energía conducirá a una disminución del precio general de la energía solar, acelerando así el despliegue y la adopción de paneles solares.
Los científicos han pasado varios años desarrollando una tecnología eficiente de células solares de silicio, calcio y titanio, y el año 2023 parece marcar un hito importante en este campo. Los avances de investigación recientes han mejorado con éxito la eficiencia de las baterías de la serie de perovskita de silicio a más del 30%. El ritmo del progreso es tan rápido que esta tecnología pronto mostrará su funcionalidad mejorada en productos comerciales.
Stefaan De Wolf, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah de Arabia Saudita, cree que en 2023, el campo de la tecnología de células solares traerá avances significativos. El equipo de De Wolf ha logrado un nivel de eficiencia del 33,7% en células solares de perovskita de silicio, pero los detalles de su trabajo aún deben publicarse en revistas científicas.Otro grupo de investigación dirigido por Steve Albrecht del Centro Helmholtz de Materiales y Energía de Berlín en Alemania publicó recientemente un estudio sobre una batería de perovskita de silicio conectada en serie que puede alcanzar una eficiencia de conversión de energía de hasta el 32,5%. El tercer grupo liderado por Xin Yu Chin de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Lausanne, Suiza, ha demostrado que la eficiencia de la batería en serie alcanza el 31,25%, con"El potencial de alta eficiencia y bajo costo de fabricación.".
De Wolf afirmó que superar el umbral de energía del 30% mejorará la confianza de la gente en que"Se puede comercializar generación de energía fotovoltaica de alto rendimiento y bajo coste.". Para 2022, la capacidad de generación de energía solar alcanzará los 1,2 teravatios (TW), y debe aumentar hasta al menos 75 TW para 2050 para paliar la situación más catastrófica provocada por el calentamiento global y las emisiones de gases de efecto invernadero.