Científicos alemanes de la Universidad Martín Lutero (MLU), desarrollaron un método a base de cristales ferroeléctricos que pueden significar la puesta en funcionamiento de paneles con mayor durabilidad y más eficiencia, en la carrera por un planeta menos contaminante.
Anteriormente, los paneles de tipo comercial se hacían a base de silicio, por su bajo costo y relativa eficacia, aunque no alcanzaba los estándares deseados. Además en el campo de las foto-celdas se ha alertado acerca de la necesidad de buscar nuevos materiales que mejoren el rendimiento de energía y la duración en el tiempo.
Materiales con algunos cristales ferroeléctricos como el Titanio de bario o el óxido mixto de bario y titanio, han causado interés entre los investigadores, puesto que son capaces de conseguir el alto voltaje deseado. Para ello, explica Akash Bhatnagar, de la MLU: “Ferroeléctrico significa que el material tiene cargas positivas y negativas separadas espacialmente”.
“La separación de cargas da lugar a una estructura asimétrica que
permite generar electricidad a partir de la luz”.
De acuerdo a la revista Science Advance, los alemanes llevan tiempo desarrollando pruebas con estos materiales, demostrando que con la colocación alternativa de capas de cristales de titanio de bario, titanio de estroncio y titanio de calcio, se aumenta significativamente la eficiencia de los paneles solares.
Mil veces más eficiente
De acuerdo a las investigaciones y pruebas, el titanio de bario en estado puro absorbe poca luz y genera poca corriente eléctrica. Con lo cual decidieron experimentar haciendo combinaciones con diferentes materiales.
El resultado fue que el efecto fotovoltaico aumenta cuando la capa ferroeléctrica se alterna no con una, sino con dos capas piroeléctricas diferentes, “incrustamos el titanio de bario entre el titanio de estroncio y el titanio de calcio”, explica Yeseul Yun, una de las investigadoras y autora del estudio, y agregó: “Así pudimos obtener un material de 500 capas de unos 200 nanómetros (0.0002 mm) de grosor”.
Perovskita
Otro material que atrae a la ciencia es la perovskita, ya que aparte de los materiales ferroeléctricos, la perovskita recoge la energía junto a las células de silicio convencionales, llevando la eficiencia de un 29% a un 40%, o por encima llegando al 50%.
Es decir que la perovskita ofrece eficiencia similar al silicio, solo que la ventaja de ésta es la obtención de paneles tan delgados como una hoja de papel.
Con esta ventaja, la fabricación es más sencilla y se pueden incorporar paneles solares a nuevas necesidades y propósitos, como la colocación de “papel solar” en cristales y chasis de vehículos particulares, medios de transporte y hasta en materiales textiles que generen energía. El alcance y costo sería más avanzado de acuerdo a la capacidad de imaginación del hombre.
NREL scientists' new design of #perovskite cells increases the area exposed to the sun and improves the aesthetics, effectively creating camouflage for more efficient #solar cells. The new design increases #efficiency by 10%—with the capacity for 28%. https://t.co/vGE6wGbxjK pic.twitter.com/TbSHD6vsb8
— NREL (@NREL) April 16, 2021
