Los científicos siguen presionandopaneles solarespara ser más eficientes, y hay un nuevo récord para informar: una nueva celda solar logra una eficiencia del 39,5 por ciento en condiciones de iluminación global estándar de 1 sol.
La marca de 1 sol es solo una forma estandarizada de medir una cantidad fija de luz solar, ahora casi el 40% de la radiación se puede convertir en electricidad. El récord anterior para este tipo depanel solarmaterial fue 39,2% de eficiencia.
Hay más tipos de células solares de lo que podría pensar. El tipo que se utiliza aquí son células solares en tándem de triple unión III-V, comúnmente desplegadas en satélites y naves espaciales, aunque también tienen un gran potencial en tierra firme.
“Las nuevas celdas son más eficientes y sencillas de diseñar, y podrían ser útiles para una variedad de nuevas aplicaciones, como aplicaciones altamente restringidas o aplicaciones espaciales de baja emisión”, dijo el físico Myles Steiner del Laboratorio Nacional de Energía Renovable..”NREL) en Colorado.
En términos de eficiencia de las células solares, la parte de la ecuación de la "unión triple" es importante. Cada nudo se concentra en una parte específica del rango espectral solar, lo que significa que se pierde y no se usa menos luz.
La eficiencia se mejora aún más mediante el uso de la llamada tecnología de "pozo cuántico". cantidad mínima de energía requerida para excitar electrones y permitir que fluya la corriente.
En este caso, las tres uniones consisten en fosfuro de galio e indio (GaInP), arseniuro de galio (GaAs) con cierta eficiencia de pozo cuántico adicional y arseniuro de galio e indio (GaInAs).
”Un factor clave es que, si bien el GaAs es un material excelente y se usa comúnmente en celdas de unión múltiple III-V, no tiene la banda prohibida exacta para las celdas de unión triple, lo que significa que la fotocorriente entre las tres celdas no tiene un equilibrio óptimo. ”, dijo el físico del NREL Ryan France.
"Aquí, hemos modificado la brecha de banda mediante el uso de pozos cuánticos, mientras mantenemos la excelente calidad del material, lo que permite este dispositivo y potencialmente otras aplicaciones".
Algunas de las mejoras agregadas en esta última celda incluyen el aumento de la cantidad de luz absorbida sin ninguna pérdida de voltaje correspondiente. Se han realizado varios ajustes técnicos para minimizar las restricciones.
Esta es la mayor eficiencia de 1 sol de cualquierpanel solarcelda en el registro, aunque hemos visto mayores eficiencias de la radiación solar más intensa. Si bien llevará tiempo que la tecnología pase del laboratorio al producto real, las mejoras potenciales son emocionantes.
Las celdas también registraron una impresionante eficiencia espacial del 34,2 por ciento, que es lo que deberían lograr cuando se usan en órbita. Su peso y resistencia a partículas de alta energía las hacen particularmente adecuadas para esta tarea.
"Dado que estas son las células solares de 1 sol más eficientes en el momento de escribir este artículo, estas células también establecen un nuevo estándar para la eficiencia alcanzable de todas las tecnologías fotovoltaicas", escribieron los investigadores en su artículo publicado.
Hora de publicación: 24-may-2022
