Paneles solares de alta eficiencia: 1000 veces más potentes

Investigadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg han descubierto un nuevo método que puede aumentar la eficiencia de las células solares con capas de titanato apiladas por un factor de mil.

Las células solares se basan en gran medida en el silicio, pero su eficiencia es limitada. Para resolver este problema, los investigadores están explorando materiales alternativos como el titanato de bario, un compuesto ferroeléctrico hecho de bario y titanio. Los materiales ferroeléctricos poseen cargas positivas y negativas separadas, lo que da como resultado una estructura asimétrica que genera electricidad a partir de la luz. A diferencia del silicio, los cristales ferroeléctricos no requieren una unión pn para activar el efecto fotovoltaico, lo que agiliza la fabricación de paneles solares.

Investigadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) han descubierto un nuevo método que se puede utilizar para aumentar la eficiencia de las células solares por un factor de mil. El equipo creó capas cristalinas de titanato de bario, titanato de estroncio y titanato de calcio apiladas alternativamente en una estructura reticular.

Al evaporar los cristales con un láser de alta potencia y depositarlos en sustratos portadores, los investigadores incorporaron titanato de bario entre titanato de estroncio y titanato de calcio. El material resultante consta de 500 capas y tiene un grosor de unos 200 nanómetros. En mediciones fotoeléctricas, la luz láser irradió el nuevo material. Como resultado, el flujo de corriente fue hasta 1000 veces más fuerte que con titanato de bario puro de un espesor similar, a pesar de la reducción en la proporción de titanato de bario. Las capas de celosía mejoran la permitividad y permiten un flujo de electrones más accesible a través de la excitación de la luz. La estructura en capas ofrece un rendimiento de temperatura más alto que los ferroeléctricos puros, con una mayor durabilidad y no requiere un embalaje especial.

El nuevo material permite módulos solares altamente eficientes y rentables. Además, ocupan menos espacio, lo que las hace perfectas para entornos urbanos con espacio limitado. El material puede aumentar significativamente la eficiencia de los paneles solares al mejorar el efecto fotovoltaico de los cristales ferroeléctricos. El nuevo descubrimiento allana el camino para mejorar la eficiencia de las células solares. A través de combinaciones estratégicas de materiales, los investigadores pueden desarrollar una sustancia que genera significativamente más electricidad que los paneles convencionales basados ​​en silicio. El equipo está construyendo activamente un prototipo de célula solar. Un triunfo aquí pronto podría allanar el camino para los paneles solares comerciales que utilizan el nuevo material.

En el futuro, los investigadores investigarán más a fondo los intrincados mecanismos que subyacen al fuerte efecto fotovoltaico producido por las interacciones materiales. Además, tienen como objetivo aumentar la eficiencia refinando su composición o estructura a través de la experimentación.