Investigadores de la Universidad de Melbourne usarán nuevos materiales para tratar de aprovechar aún más la eficiencia de los paneles solares.

El aumento de la eficiencia de las células solares de silicio podría conducir a una disminución del coste por vatio de la electricidad suministrada de hasta un 20%.

El exceso de energía en los fotones de alta energía se pierde normalmente en forma de calor en las células solares, pero un equipo dirigido por el líder del grupo de investigación, el Dr. David Jones, identificará mejores formas de usar el exceso de energía, obteniendo más de cada fotón.

Desde los paneles solares ultravioletas hasta los infrarrojos utilizan la luz para generar electricidad, sin embargo sólo la luz roja se usa de manera eficiente con un 60 a 80% de la energía en la luz amarilla, verde o azul que se pierde en forma de calor en las células solares.

Necesitamos formas simples y rentables de recuperar la energía perdida y convertirla en electricidad. Los nuevos materiales que utilizan estados cuánticos acoplados proporcionan una ruta para usar la energía en luz verde o azul para generar el doble de energía. Aumentando la eficiencia de las células solares en sólo un 5% podemos reducir el coste de la energía entregada en un 20%.

Dr. Jones.

 

El trabajo es fruto de la colaboración con la Universidad de Queensland y la Universidad Nacional Australiana y ha sido financiado con 1,29 millones de dólares por la Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA).

La subvención permitirá el desarrollo de nuevos materiales para maximizar el aumento de la eficiencia.

El Dr. Jones dijo que los nuevos materiales se sintetizarán en la Universidad de Melbourne, mientras que la caracterización espectroscópica detallada de los materiales en la Universidad de Queensland, y la incorporación en las células solares de silicio en el será en colaboración con el grupo de células solares de silicio de la Universidad Nacional de Australia.

«La financiación de ARENA nos permitirá reunir tres grupos clave para demostrar por primera vez que podemos usar estos estados acoplados cuánticos para mostrar un impacto real y no sólo una curiosidad de laboratorio».

Las soluciones actuales para cosechar el exceso de energía implican costosas soluciones de alta ingeniería, como apilar tres o cuatro células solares para cosechar partes del espectro solar. Esta nueva investigación ofrece el potencial de una solución simple usando nuevos materiales que pueden ser impresos en una célula solar de silicio de bajo coste.

Los nuevos materiales semiconductores orgánicos desarrollados en el laboratorio del Dr. Jones utilizan la generación de estados cuánticos acoplados para compartir esta energía entre dos moléculas, o partes de la misma molécula.

El profesor Paul Burn, un laureado australiano de la Escuela de Química y Biociencias Moleculares de la Universidad de Queensland, dijo que los consumidores se beneficiarán del trabajo de las tres universidades.

«Los métodos sencillos para aumentar la eficiencia de las células solares de silicio podrían tener beneficios reales en cuanto a los costes en comparación con las complejas soluciones de ingeniería que se están buscando actualmente».