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El apilamiento de celdas podría hacer que la energía solar sea tan barata como el gas natural
Cuando los expertos hablan sobre las futuras células solares, suelen mencionar materiales exóticos y fenómenos físicos. Sin embargo, a corto plazo, un enfoque mucho más simple (apilar diferentes materiales semiconductores que recolectan diferentes frecuencias de luz) podría proporcionar un aumento en la eficiencia casi tan grande como cualquier nuevo diseño radical. Y una nueva técnica de fabricación pronto podría hacer que este enfoque sea práctico.
atrapasol Arriba: Una serie de lentes fabricados por Semprius enfoca la luz en 132.000 diminutas células solares.
la puesta en marcha Siempre , con sede en Durham, Carolina del Norte, dice que puede producir células solares apiladas muy eficientes de forma rápida y económica, lo que abre la puerta a eficiencias de hasta el 50 por ciento. (Las celdas solares convencionales convierten menos del 25 por ciento de la energía de la luz solar en electricidad).
Semprius ha presentado tres innovaciones clave: una forma barata y rápida de apilar celdas, una forma patentada de conectar las celdas eléctricamente y un nuevo tipo de pegamento para unir las celdas. En sus diseños, Semprius utiliza diminutas células solares individuales, cada una de menos de un milímetro de ancho. Eso reduce los costos de enfriamiento y también ayuda a mejorar la eficiencia.
La forma convencional de apilar semiconductores es hacer crecer capas una encima de la otra. Pero no todos los semiconductores se pueden combinar de esta manera, porque su estructura cristalina no lo permite (ver El material adaptable podría reducir el costo de la energía solar a la mitad). Semprius cultiva materiales semiconductores de forma convencional, pero también apila varias combinaciones diferentes, lo que da como resultado un panel solar que puede capturar más energía de la luz solar.
Torre solar : Una celda solar apilada fabricada por Semprius.
Semprius ha demostrado celdas hechas de tres materiales semiconductores apilados encima de una cuarta celda solar que de otro modo no habría sido compatible. Ha fabricado dos versiones del dispositivo este año, una con una eficiencia del 43,9 por ciento y la otra, utilizando materiales ligeramente diferentes, con una eficiencia del 44,1 por ciento.
Además de ser rápido y preciso, el enfoque también hace posible reutilizar las costosas obleas cristalinas en las que se cultivan las células solares multiunión. Eventualmente, la compañía espera apilar dos dispositivos de unión múltiple, para un total de cinco o seis semiconductores con un rendimiento muy alto, más allá del 50 por ciento de eficiencia, dice scott burroughs , vicepresidente de tecnología de Semprius. Él dice que la compañía espera lograr esto en tres a cinco años.
El único problema es que las celdas serán más costosas que las convencionales. sarah kurtz , un científico principal del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, dice que los costos no bajarán hasta que la producción ocurra a gran escala.
Sin embargo, con economías de escala, tales celdas podrían mejorar la economía de la energía solar. A una escala de 80 a 100 megavatios al año de capacidad de fabricación, una celda con una eficiencia del 50 por ciento permitiría alcanzar costos de menos de cinco centavos por kilovatio-hora, dice Burroughs. La Administración de Información de Energía de EE. UU. estima que las nuevas centrales eléctricas de gas natural producirán electricidad a 6,4 centavos por kilovatio-hora.