¿Puede la nanotecnología hacer que la energía solar fotovoltaica sea 80% eficiente?€ €

¿Puede la nanotecnología hacer que la energía solar fotovoltaica sea 80% eficiente?

Los sistemas solares fotovoltaicos (PV) son una excelente manera de producir energía renovable al convertir la energía de la luz solar en electricidad. Sin embargo, la luz solar se presenta en una amplia gama de longitudes de onda, tanto visibles como invisibles. La generación actual de paneles solares solo puede aprovechar una fracción de las longitudes de onda potenciales emitidas por el sol. Ahora, los avances en nanotecnología están allanando el camino para aumentar el rango de longitudes de onda que podemos aprovechar y aumentar la cantidad de energía que podemos generar utilizando paneles solares.

Los paneles solares convencionales consisten en un semiconductor que reacciona al impacto de los fotones generando una carga eléctrica. El nuevo sistema se basa en esto agregando una capa de nanotubos de carbono. Estos pueden absorber la radiación entrante, particularmente en el rango del infrarrojo cercano del espectro, que es invisible para un panel solar convencional. ^[1].

Estos nanotubos no producen electricidad por sí mismos. En cambio, se calientan, potencialmente a más de 900 ^oC. De esta manera, el panel almacena la energía entrante en forma de calor. Luego, los nanotubos calientan otra capa e irradia luz, en la región del espectro que las células solares convencionales pueden aprovechar. De esta manera, los fotones IR de baja energía se convierten en luz visible de mayor energía. Una gama mucho más amplia de longitudes de onda se puede convertir en electricidad. ^[2,3,4].

En un sistema fotovoltaico solar tradicional, cualquier energía que se destina a calentar el panel en lugar de convertirse en energía eléctrica se desperdicia y puede hacer que funcione de manera menos eficiente. Este nuevo sistema captura ese calor antes de que pueda llegar a la celda solar fotovoltaica, transformándolo en luz.

Solo recientemente este sistema se ha vuelto lo suficientemente eficiente como para ser viable, por lo que es posible que no estén disponibles en el corto plazo. Sin embargo, una vez que se puedan producir de manera rentable, es probable que superen a la generación actual de células solares. Los paneles solares convencionales tienen una eficiencia máxima del 33,7%. El nuevo sistema debería convertir la energía con una eficiencia del 80% o más ^{[5, 6]}. En consecuencia, tiene el potencial de aumentar drásticamente la cantidad de energía que podemos producir a partir de la energía solar fotovoltaica.

Este sistema también presenta algunas posibilidades interesantes. La principal limitación de los paneles solares es que solo generan energía mientras el sol brilla sobre ellos. La absorción de radiación en el rango infrarrojo podría cambiar esto, ya que la Tierra emite radiación infrarroja, incluso después de la puesta del Sol. Además, si se puede almacenar suficiente energía como calor durante el día, el panel puede formar una batería térmica que continuará emitiendo luz durante la noche, permitiendo que la celda solar fotovoltaica subyacente continúe convirtiéndola en electricidad mucho después de que se haya puesto el sol.^[7].

Referencias