La gente en la industria de la energía solar se esfuerza por proporcionar una mayor eficiencia de conversión en las células solares. Hay una carrera mundial, desde EE. UU. hasta China, para hacer una celda solar más eficiente

El panel solar comercial promedio de hoy convierte el 17-19% de la energía de la luz que lo golpea en electricidad. Esto es un aumento del 12% hace solo 10 años. Pero, ¿y si pudiéramos aumentar esto al 30%?



Las celdas solares más eficientes significan que podríamos obtener mucho más que el 2,4% actual del suministro mundial de electricidad del sol.

La energía solar ya es la tecnología energética de más rápido crecimiento en el mundo. Hace diez años, solo había 20 gigavatios de capacidad solar instalada en todo el mundo; un gigavatio era aproximadamente la producción de una sola gran central eléctrica.

A finales del año pasado, la energía solar instalada en el mundo había aumentado a unos 600 gigavatios.

La mayoría de las células solares están hechas de láminas delgadas como una oblea de cristales de silicio, el 70% de los cuales se fabrican en China y Taiwán.

Pero el silicio cristalino a base de obleas se está acercando bastante a su máxima eficiencia teórica.

El límite de Shockley-Queisser marca la eficiencia máxima para una celda solar hecha de un solo material, y para el silicio es de alrededor del 30%.

Sin embargo, se ha demostrado que la combinación de seis materiales diferentes en lo que se llama una celda de unión múltiple aumenta la eficiencia hasta un 47%, bajo luz concentrada.

Otra forma de romper este límite es usar lentes para enfocar la luz solar que cae sobre la celda solar.

Pero esta es una forma costosa de producir electricidad y es principalmente útil en satélites.

La tecnología solar que mejora más rápido se llama perovskita, llamada así por el conde Lev Alekseevich von Perovski, un mineralogista ruso del siglo XIX.

Estos tienen una estructura cristalina particular que es buena para la absorción solar. Se pueden fabricar películas delgadas, alrededor de 300 nanómetros (mucho más delgadas que un cabello humano) a bajo costo a partir de soluciones, lo que les permite aplicarse fácilmente como revestimiento en edificios, automóviles o incluso ropa.

Las perovskitas también funcionan mejor que el silicio con intensidades de iluminación más bajas, en días nublados o en interiores.



Algunas personas han tomado un rumbo diferente: incrustar una rejilla de lentes hexagonales en el vidrio protector de un panel solar, concentrando así la luz 200 veces.

Para seguir el movimiento del sol, la matriz de celdas se desplaza horizontalmente unos pocos milímetros a lo largo del día. Es una apuesta por abaratar la energía solar concentrada.

La arquitectura de estas centrales fotovoltaicas concentradas convencionales es muy costosa. Lo que han hecho es miniaturizar el mecanismo de seguimiento solar e integrarlo dentro del módulo y conseguir una eficiencia del 29%, pero esperan que pueda llegar al 32% en un futuro próximo.


                                              Torre de luz solar montada en remolque JUBOLL

Sin embargo, la tecnología de silicio actual no está del todo muerta, y existen enfoques para lograr ganancias pequeñas y rápidas en eficiencia. Una es agregar una capa adicional a la parte posterior de una celda para reflejar la luz no absorbida a través de ella por segunda vez. Esto mejora la eficiencia en un 1-2%.

Otra es agregar una capa exterior, que reduce las pérdidas que ocurren cuando el silicio toca los contactos metálicos. Es solo un "pequeño ajuste", que agrega entre un 0,5 y un 1 % de eficiencia, lo que significa que los fabricantes solo necesitan realizar pequeñas modificaciones en sus líneas de producción.

Desde ganancias tan pequeñas, hasta el uso de energía solar concentrada y perovskitas, la tecnología solar está en una carrera para aumentar la eficiencia y reducir los costos.

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