El impulso del coche eléctrico está empujando también el crecimiento de la energía solar y sus diversas tecnologías. Las placas solares que vemos a día de hoy en campos abiertos, y en los tejados de las viviendas, están basados en silicio, que es un material semiconductor ampliamente probado. Ahora bien, tiene sus limitaciones porque pierde hasta un 40% de la energía que recolecta de la luz solar en forma de calor. Y han encontrado un nuevo material que puede duplicar el ahorro en luz con una destacable mejora de la eficiencia energética.
El avance viene de parte de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado. Están estudiando nuevas opciones para mejorar la energía solar de una forma destacable. En lugar de apostar por las células solares basadas en silicio, como se está haciendo a día de hoy, los químicos de la CSU se inclinan hacia el disulfuro de molibdeno. Que por extraño que suene su nombre es un material ampliamente disponible de forma natural. Según han podido comprobar tras experimentos fotoelectroquímicos y espectroscópicos, han demostrado que películas extremadamente delgadas de este ‘misterioso material’ muestran propiedades sin precedentes que pueden mejorar de forma drástica la tecnología solar. Vamos, que son un enorme avance potencial para las placas solares tal y como las conocemos a día de hoy.
Paneles solares basados en películas extremadamente delgadas de disulfuro de molibdeno
Publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, este trabajo de investigación parte sobre el interés del laboratorio de Sambur en el sulfuro de molibdeno como posible material alternativo en base a datos preliminares sobre su capacidad de absorción de luz. Tenían datos previos que apuntaban a un gran potencial incluso con solo tres átomos de espesor. Así que iniciaron pruebas en laboratorio con un espectómetro ultrarrápido de absorción transitoria de bomba de sonda de última generación para analizar con una extrema precisión los estados de energía secuenciales de electrones individuales al ser excitados con un pulso láser.
Las intenciones del equipo de investigación eran analizar cómo fluyen las cargas en un sistema. Crearon una celda fotoelectroquímica a partir de una sola capa atómica de sulfuro de molibdeno y usaron el láser de sonda de bomba para rastrear el enfriamiento de los electrones a medida que se movían a través de este material. Y lo que encontraron fue una conversión de luz en energía con un asombroso nivel de eficiencia. Pero es que además este experimento les ha permitido mostrar por qué esta eficiente conversión es posible.
Y en este trabajo al que hacemos referencia, y que está documentado por completo, explican que se debe a que la estructura cristalina le permite extraer y explotar la energía de los llamados portadores calientes, que son electrones altamente energéticos que se excitan brevemente de sus estados fundamentales cuando son golpeados con la suficiente energía de luz visible. Descubrieron que en su celda fotoelectroquímica la energía de estos portadores calientes de forma inmediata se convierte en fotocorriente, en lugar de que la energía se pierda en forma de calor. Algo que, en definitiva, no ocurre en las células solares basadas en silicio.
Este material ultra fino puede duplicar la eficiencia de las placas solares con respecto a los valores que se pueden alcanzar a día de hoy. Y eso se traduce en que las futuras placas solares desarrolladas con este material pueden duplicar el ahorro de luz. Algo importante, porque cada vez parece más evidente que Europa abandonará cualquier otra fuente de energía que no sea una energía renovable. Y aunque la eólica tiene también su participación en el mercado, el protagonismo de la energía solar es innegable. Así que este tipo de avances son críticos para su evolución en los próximos años.
