Esta célula solar puede capturar todas las longitudes de onda del espectro solar

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Las células solares tradicionales recolectan solo una pequeña porción de la energía electromagnética que cae sobre la Tierra, y esa es una de las razones por las que ha sido tan difícil lograr que la eficiencia solar supere el 20-30 por ciento. Un equipo de investigadores de la Universidad George Washington ha ideado un nuevo panel solar en capas que puede absorber la luz de una gama más amplia del espectro, elevando la eficiencia hasta un sorprendente 44,5 por ciento. Esta podría ser una de las células solares más eficientes del mundo, si todo sale según lo planeado.

Estos paneles no se parecerán a los fotovoltaicos estándar que se ven en los techos o en las granjas solares abiertas. Se basan en paneles concentradores fotovoltaicos (CPV), que utilizan una lente o reflector para enfocar la luz solar en una superficie más pequeña. El CPV puede hacer que la generación de energía solar sea más eficiente y económica, ya que los paneles no tienen que ser tan grandes. El récord actual de eficiencia solar es del 46 por ciento, que hizo uso de un diseño de panel de CPV. En el caso del nuevo estudio, el equipo apunta a un panel de menos de un milímetro cuadrado.

Lo que realmente hace que este nuevo diseño sea potencialmente revolucionario es la forma en que las celdas se apilan unas encima de otras. Cada capa se utiliza para absorber una longitud de onda de luz específica, lo que permite que otras pasen para ser recogidas más abajo. La mayor parte de la energía solar que cae sobre la Tierra tiene longitudes de onda de 250 nm a 2500 nm. Específicamente, esta celda en capas es mucho mejor para recolectar esas longitudes de onda más largas de luz en el infrarrojo. Esos tienen menos energía que las longitudes de onda más cortas, pero hay mucha. El diseño actual del poseedor del récord alcanza un máximo de 1750 nm, por lo que el equipo de la Universidad George Washington tiene espacio para crecer.



Espectro electromagnético

Hay dos materiales diferentes que se utilizan en la construcción de las celdas para lograr esto. Las capas superiores están compuestas por sustratos fotovoltaicos convencionales, que son expertos en capturar longitudes de onda de luz más cortas. Debajo de eso, el equipo utilizó un material avanzado basado en GaSb en las células que puede absorber energía de longitudes de onda más largas. Además, el procedimiento de apilado utiliza lo que se conoce como impresión por transferencia, que permite alinear y ensamblar fácilmente las capas para obtener el máximo rendimiento.

La nueva tecnología de paneles solares es notoriamente difícil de implementar en la vida real. El principal inconveniente en este momento es el alto costo de esta celda solar apilada. No es efectivo desde el punto de vista de los costos, pero el costo de los materiales y la fabricación se reducirá en el futuro. La calificación de eficiencia del 44,5 por ciento también se puede aumentar con mejoras adicionales.

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