Los paneles solares ofrecen un enorme potencial para mantener a las personas alejadas de la electricidad generada por carbón. Una innovación ideada por científicos más del doble de la cantidad de luz capturada por los paneles solares convencionales.
En un nuevo estudio, un equipo de científicos del Reino Unido, Portugal y Brasil descubrió que grabar un patrón de superficie de líneas de celosía en un patrón de tablero de ajedrez en paneles fotovoltaicos Puede aumentar la corriente generada por el silicio cristalino (c-Si) hasta en un 125%.
Nuestras investigaciones muestran que nuestra idea en realidad compite con la absorción mejorada de diseños más sofisticados, al mismo tiempo que absorbe más luz en las profundidades del plano y menos luz cerca de la estructura de la superficie.
Christian Schuster, Universidad de York.
Es un gran paso adelante: Hasta ahora, intentos similares con texturas de cuadrícula simples han producido solo ganancias marginales en la absorción de la luz solar.
Los detalles de la trama
Incluso cambios muy simples en la tecnología de paneles fotovoltaicos existente pueden aumentar significativamente nuestra capacidad para recolectar energía del sol.
¿Cuál es el secreto de la textura grabada en los paneles fotovoltaicos?
Los investigadores no consideraron nuevos diseños estructurales basados en texturas naturales o algoritmos computacionales. En cambio, se centraron en qué modelos estaban optimizados solo para dos cosas: difusión e difracción de la luz del sol.
Su objetivo era conseguir que una célula solar absorbiera más energía atrapando más luz solar, reflejando la menor cantidad posible de ella.
Una estructura "casi" informal
El modelado experimentado sugiere que las líneas de celosía dispuestas en una estructura periódica simple, casi aleatoria, optimizan dramáticamente el rendimiento.
En una prueba, el equipo simuló el desempeño de un patrón de tablero de ajedrez, que consiste en una placa de silicio cristalino de solo 1 micrómetro de espesor (muchas veces más delgado que el hilo de seda de una araña) y lo comparó con otros tipos de diseño de paneles fotovoltaicos. Entre las opciones, una celda plana simple, líneas de celosía verticales, líneas cruzadas y otros.
La historia más convincente
Los resultados sugirieron que el tablero de ajedrez con rotaciones aleatorias de sus unidades repetidas genera más corriente que cualquier otro marco y genera aproximadamente un 125% más que un panel fotovoltaico convencional sin un diseño de rejilla.
Debido a su simplicidad inherente, el diseño de tablero de ajedrez puede ser más fácil de producir a escala industrial y también más robusto que otros modelos de células solares más complejos.
Este diseño ofrece el potencial de integrar aún más paneles fotovoltaicos en materiales más delgados y flexibles. Se pueden crear más oportunidades para utilizar la energía solar en más productos.
Esto no es una broma: la rentabilidad de los recursos utilizados para fabricar células solares podría llegar a ser 10 veces mayor.
En principio, tendríamos 10 veces más energía solar con la misma cantidad de material absorbente. Los paneles fotovoltaicos diez veces más delgados podrían permitir una rápida expansión de la energía fotovoltaica. Sobre todo, podrían aumentar la producción de electricidad solar y reducir en gran medida nuestra huella de carbono.
