Ara que les cèl·lules solars basades en la tecnologia del silici gairebé han arribat als seus límits d'eficiència, els investigadors de tot el món busquen tecnologies alternatives per millorar encara més l'eficiència de les cèl·lules solars. Els físics de la Universitat de Cambridge han utilitzat tècniques de modelització per comparar dues tecnologies tan prometedores:
1.- Multiplicadors de fotons de fissió Singlete
2.- Cèl·lules solars tàndem.
Tot i que la millora potencial de l'eficiència és gairebé igual, el multiplicador de fotons de fissió individual és més estable sota diferents condicions climàtiques. A més, el multiplicador de fotons de fissió individual no requereix de modificacions de la tecnologia de silici, la qual cosa significa que fins i tot es podria utilitzar per millorar les cel·les solars existents.
Durant els darrers últims 20 anys, l'eficiència de les cel·les solars de silici produïdes, només han augmentat un 2 per cent, i serà molt difícil fer millores addicionals en els propers anys. El motiu principal és que les cèl·lules solars convencionals usen una gran part de la llum entrant solar. La tecnologia del silici simplement no pot convertir tota la llum solar en energia elèctrica perquè el silici només absorbeix part de l'espectre solar. A més, els fotons d'alta energia de la zona ultraviolat de l'espectre no es , converteixen de manera eficient i generen calor en forma de pèrdues a la cel·la solar.
A l'institut de recerca AMOLF, el grup Hybrid Solar Cells dirigit per Bruno Ehrler estudien les propietats dels semiconductors orgànics per superar les limitacions de les cèl·lules solars inorgàniques (silici). En aquest sentit, hi han dues estratègies que millorarien enormement l'eficiència de les cèl·lules solars:
1.- La tecnologia de les cèl·lules solars tàndem basada en una combinació de materials perovskita híbrides i de silici.
2.- La tecnologia que aprofita un procés anomenat fissió Singlete.
La fissió Singlete és un procés que només es produeix en els materials semiconductors orgànics.
Quan s'absorbeix un fotó d'alta energia, es genera una partícula d'alta energia anomenada exciton Singlete. Aquest exciton Singlete es converteix en dos triplet d'excitons que cadascun té aproximadament la meitat de l'energia de l'excitón Singlete.
1.- Multiplicadors de fotons de fissió Singlete
2.- Cèl·lules solars tàndem.
Tot i que la millora potencial de l'eficiència és gairebé igual, el multiplicador de fotons de fissió individual és més estable sota diferents condicions climàtiques. A més, el multiplicador de fotons de fissió individual no requereix de modificacions de la tecnologia de silici, la qual cosa significa que fins i tot es podria utilitzar per millorar les cel·les solars existents. Durant els darrers últims 20 anys, l'eficiència de les cel·les solars de silici produïdes, només han augmentat un 2 per cent, i serà molt difícil fer millores addicionals en els propers anys. El motiu principal és que les cèl·lules solars convencionals usen una gran part de la llum entrant solar. La tecnologia del silici simplement no pot convertir tota la llum solar en energia elèctrica perquè el silici només absorbeix part de l'espectre solar. A més, els fotons d'alta energia de la zona ultraviolat de l'espectre no es , converteixen de manera eficient i generen calor en forma de pèrdues a la cel·la solar.
A l'institut de recerca AMOLF, el grup Hybrid Solar Cells dirigit per Bruno Ehrler estudien les propietats dels semiconductors orgànics per superar les limitacions de les cèl·lules solars inorgàniques (silici). En aquest sentit, hi han dues estratègies que millorarien enormement l'eficiència de les cèl·lules solars:
1.- La tecnologia de les cèl·lules solars tàndem basada en una combinació de materials perovskita híbrides i de silici.
2.- La tecnologia que aprofita un procés anomenat fissió Singlete.
La fissió Singlete és un procés que només es produeix en els materials semiconductors orgànics.
Quan s'absorbeix un fotó d'alta energia, es genera una partícula d'alta energia anomenada exciton Singlete. Aquest exciton Singlete es converteix en dos triplet d'excitons que cadascun té aproximadament la meitat de l'energia de l'excitón Singlete.
Futscher i els seus col·legues van comparar teòricament els multiplicadors de fotons de fissió Singlete amb cel·les solars tàndem que utilitzen una combinació de perovskites i de silici en condicions climàtiques reals.
Es sap que les cel·les solars tàndem funcionen molt bé a les regions assolellades, però que es troben en regions amb condicions meteorològiques fluctuants, de manera que cal tenir en consideració, el clima i l'espectre solar.
L'equip, ha trobat que la combinació d'un multiplicador de fotons de fisió Singlete dual i de cel·les solars de silici funciona igual que la combinació perovskita amb silici (tàndem). Tanmateix, en condicions meteorològiques fluctuants que es donen en els Països Baixos, el multiplicador de fotons de fissió Singlete és més estable.
El fet que les cel·les solars basades en la fissió Singlete puguin funcionar, així com les cel·les solars tàndem, i fins i tot millor, en determinades circumstàncies, la converteixen en una alternativa molt interessant.
Per altre banda, aquests multiplicadors de fotons són fàcils de fer, ja que bàsicament, es tracta d'una fina làmina de plàstic que es pot col·locar a sobre d'una cel·la solar existent. La tecnologia de les cel·les solars no necessiten ser modificades, encara que la tecnologia funcioni millor amb les cel·les solars d'última generació, una làmina d'aïllament simple podria millorar el rendiment de les cel·les solars de silici en ús, especialment sota les diferents condicions climàtiques
Font: Universitat de Cambrige
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada