La eficiencia del material, fabricado con capas cristalinas de varios tipos de titanato colocadas en una estructura de celosía, es tan grande que ha sorprendido hasta a sus inventores.
Investigadores de la Universidad Martin Luther en Halle-Wittenberg (MLU) han logrado un avance radical en la tecnología de paneles solares, desarrollando un material que promete revolucionar el sector eléctrico superando en mil veces la eficiencia de conversión de los paneles convencionales.
El descubrimiento, publicado en el diario científico Science Advances, elimina el silicio —un material común y poco eficiente usado en los paneles solares— utilizando capas cristalinas de titanato de bario, estroncio y calcio, dispuestas alternativamente en una estructura de celosía.
Supera todas las expectativas
Los propios científicos se quedaron sin palabras al observar que el flujo de corriente era hasta 1.000 veces más fuerte. Su eficacia superó todas las expectativas previas, dicen. De hecho, según el Dr. Akash Bhatnagar —director del Centro de Competencia en Innovación SiLi-nano de MLU en el que trabaja el grupo que realizó la investigación— "todavía estamos tratando de entender exactamente cómo interactúan los diferentes materiales para producir un efecto fotovoltaico tan fuerte”.
También ha sorprendido a otros científicos no relacionados con el estudio, como la científica de materiales y profesora de la ETH Zurich Jennifer Rupp: “Este es un descubrimiento muy emocionante que podría tener un impacto significativo en el desarrollo de células solares más eficientes. El hecho de que el nuevo material también sea más duradero y más fácil de producir que los paneles solares tradicionales a base de silicio lo hace aún más prometedor". La investigación podría ser un punto de inflexión clave en la conversión de energía solar a energía eléctrica.
Cómo funciona
El nuevo material está basado en materiales ferroeléctricos, que tienen la capacidad de generar electricidad a partir de la luz sin necesidad de una ineficiente unión PN, el mecanismo metalúrgico que conecta dos cristales de silicio necesario para fabricar los paneles solares actuales.
Según la estudiante de doctorado y principal autora del estudio Yeseul Yun, el proceso de creación de este material vaporiza los diferentes cristales de titanato usando un láser de alta potencia. Estos cristales se depositan en sustratos que crean esa estructura de celosía que, aparentemente, es la responsable del radical aumento de eficiencia. Bhatnagar explica que la combinación de material ferroeléctrico alternada con un material paraeléctrico —que se polarizan cuando son sometidos a un campo eléctrico— en esta estructura de celosía hace que los electrones puedan fluir mucho más fácilmente debido a la excitación por los fotones de luz. Esta parece ser la clave del brutal aumento de la eficiencia.
Ventajas sobre los paneles actuales
Además del descomunal aumento de eficiencia, sus descubridores afirman que este material es más duradero y su producción resulta más económica que la de los paneles solares basados en silicio. Y al ser tan eficientes, aseguran, también requieren menos espacio para generar la misma cantidad de electricidad, lo que los hace ideales para su uso en áreas urbanas donde el espacio es limitado. La nueva técnica produce un material de aproximadamente 200 nanómetros de espesor y compuesto por 500 capas, dicen.
Un impacto potencialmente revolucionario
Ahora, el equipo de Yun está desarrollando la primera aplicación práctica del material, una nueva célula solar que pueda fabricarse en masa. Según la investigadora, están “entusiasmados con el potencial de nuestro descubrimiento para marcar una diferencia real en el mundo. Si podemos crear paneles solares que sean más eficientes, duraderos y rentables, podríamos ayudar a acelerar la transición hacia un futuro más sostenible". Si el descubrimiento llega finalmente a esa fase de producción, está claro que abriría un nuevo horizonte para la industria de la producción eléctrica.
Lógicamente, el sector eléctrico ya le ha echado el ojo al material y al parecer ya hay varias compañías de capital riesgo que quieren invertir en su desarrollo industrial. Como todo, habrá que esperar para ver si da sus frutos pero es un comienzo esperanzador.
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