La fórmula para hacer los paneles solares más eficientes

Gran parte de la conversación de la transición energética está enfocada en torno a la integración y ampliación de energías renovables, como los paneles solares o parques eólicos. De hecho, una de las grandes apuestas del gobierno de Gustavo Petro es impulsar la instalación de paneles solares en las llamadas comunidades energéticas para acelerar la transición energética justa.

Uno de los puntos a favor de las energías renovables es que se han abaratado a un ritmo muy rápido. Como explicó el año pasado Felipe Corral, investigador de transición energética de la Universidad Técnica de Berlín, esto se debe a la curva de aprendizaje en la manufacturación y el mejoramiento tecnológico.

Sin embargo, uno de los “peros” de los paneles solares, en particular, es que la tecnología aun es poco eficiente. En promedio, los paneles que existen tienen una eficiencia de entre el 15 y 20 %. Eso quiere decir que entre el 80 % y el 85 % de la energía que llega desde el Sol se pierde. (También puede leer: ¿Dónde poner proyectos renovables a gran escala en Colombia?)

Los científicos han tratado de resolver este problema por varios años. Una de las claves parece estar en cómo potenciar el silicio, el material que conforma la tecnología fotovoltaica más extendida. Ahora, dos estudios publicados en la revista Science encontraron pistas en un mineral, la perovskita.

Esta es un “mineral natural de titanato de calcio cuya fórmula química es CaTiO3″, según el portal ScienceDirect. Y, de acuerdo con la Universidad de Washington, tiene la misma estructura cristalina que el óxido de calcio y titanio. La perovskita, además, parece ser un semiconductor eficiente, ya que tiene una eficiencia récord en laboratorio del 25,2 %.

Las dos investigaciones publicadas recientemente juntaron la perovskita con la silicona para conformar una célula solar en tándem. Y, aunque esta no es la primera vez que se emplea una tecnología de este tipo, sí se trata de los primeros registros de una eficiencia tan alta. (Le puede interesar: En Medellín está la primera comunidad que genera energía solar y la vende al sistema)

Por ejemplo, en uno de los estudios, liderado por Xin Yu Chin, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) y su equipo, se utilizó una célula superior de perovskita y una inferior de silicio, añadiendo aditivos de ácido fosfónico durante el procesamiento de las células. La célula alcanzó una eficiencia del 31 %.

Por otra parte, el equipo liderado por Silvia Mariotti, del Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, utilizó un líquido iónico llamado yoduro de piperazinio para mejorar su célula solar en tándem, logrando una eficiencia de hasta el 32,5 %.

“La superación de este umbral permite confiar en que se puedan comercializar sistemas fotovoltaicos de alto rendimiento y bajo coste”, escriben en un artículo publicado en Science los investigadores en ciencia de los materiales Stefaan de Wolf y Erkan Aydin, quienes no participaron en ninguno de los estudios.

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Gran parte de la conversación de la transición energética está enfocada en torno a la integración y ampliación de energías renovables, como los paneles solares o parques eólicos. De hecho, una de las grandes apuestas del gobierno de Gustavo Petro es impulsar la instalación de paneles solares en las llamadas comunidades energéticas para acelerar la transición energética justa.

Uno de los puntos a favor de las energías renovables es que se han abaratado a un ritmo muy rápido. Como explicó el año pasado Felipe Corral, investigador de transición energética de la Universidad Técnica de Berlín, esto se debe a la curva de aprendizaje en la manufacturación y el mejoramiento tecnológico.

Sin embargo, uno de los “peros” de los paneles solares, en particular, es que la tecnología aun es poco eficiente. En promedio, los paneles que existen tienen una eficiencia de entre el 15 y 20 %. Eso quiere decir que entre el 80 % y el 85 % de la energía que llega desde el Sol se pierde. (También puede leer: ¿Dónde poner proyectos renovables a gran escala en Colombia?)

Los científicos han tratado de resolver este problema por varios años. Una de las claves parece estar en cómo potenciar el silicio, el material que conforma la tecnología fotovoltaica más extendida. Ahora, dos estudios publicados en la revista Science encontraron pistas en un mineral, la perovskita.

Esta es un “mineral natural de titanato de calcio cuya fórmula química es CaTiO3″, según el portal ScienceDirect. Y, de acuerdo con la Universidad de Washington, tiene la misma estructura cristalina que el óxido de calcio y titanio. La perovskita, además, parece ser un semiconductor eficiente, ya que tiene una eficiencia récord en laboratorio del 25,2 %.

Las dos investigaciones publicadas recientemente juntaron la perovskita con la silicona para conformar una célula solar en tándem. Y, aunque esta no es la primera vez que se emplea una tecnología de este tipo, sí se trata de los primeros registros de una eficiencia tan alta. (Le puede interesar: En Medellín está la primera comunidad que genera energía solar y la vende al sistema)

Por ejemplo, en uno de los estudios, liderado por Xin Yu Chin, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) y su equipo, se utilizó una célula superior de perovskita y una inferior de silicio, añadiendo aditivos de ácido fosfónico durante el procesamiento de las células. La célula alcanzó una eficiencia del 31 %.

Por otra parte, el equipo liderado por Silvia Mariotti, del Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, utilizó un líquido iónico llamado yoduro de piperazinio para mejorar su célula solar en tándem, logrando una eficiencia de hasta el 32,5 %.

“La superación de este umbral permite confiar en que se puedan comercializar sistemas fotovoltaicos de alto rendimiento y bajo coste”, escriben en un artículo publicado en Science los investigadores en ciencia de los materiales Stefaan de Wolf y Erkan Aydin, quienes no participaron en ninguno de los estudios.

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