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La tinta de nanocables de una startup aumenta la eficiencia de las células solares
La tinta llena de semiconductores microscópicos llamados nanocables podría abaratar la energía solar al aumentar la eficiencia de los paneles solares en un 25 por ciento, sin agregar mucho costo a la fabricación, dice Sol Voltaics , una startup que ha recaudado $ 11 millones, y que esta semana anunció su intención de comercializar la tinta.
Tinta nano: Una representación de nanocables que podría mejorar el rendimiento de las células solares.
La tinta se basa en dos avances de la Universidad de Lund en Suecia. Profesor Lars Samuelson demostró que los nanocables pueden mejorar la eficiencia de las células solares, y desarrolló una nueva forma de fabricar nanocables que podría hacerlos prácticos de usar.
Aumentar la eficiencia de las células solares es una de las formas más efectivas de reducir el costo de la energía solar, ya que puede reducir el costo por vatio de los paneles solares y reducir los costos de instalación, porque se necesitarían menos paneles solares (consulte Dispositivos Alta: Encontrar una solución solar).
Sol Voltaics, con sede en Lund, Suecia, planea desarrollar equipos para producir tinta de nanocables y luego venderlos a los fabricantes existentes. Se espera que la tinta aumente la eficiencia al ayudar a las células solares a absorber más luz solar.
La investigación sobre la fabricación de nanocables para energía solar fotovoltaica se ha llevado a cabo durante años, pero la fabricación de nanocables nunca se ha realizado de manera económica (consulte Los nanocables absorben la luz de su alrededor y Cómo duplicar la potencia de los paneles solares). Los nanocables generalmente se cultivan en un sustrato en un proceso por lotes que es demasiado costoso para la producción a gran escala.
El equipo de la Universidad de Lund, dirigido por Samuelson, ha desarrollado un método alternativo que elimina el sustrato. Comienza vaporizando oro para producir nanopartículas de aerosol, que fluyen hacia un horno en forma de tubo junto con otros dos gases. El oro sirve como semilla que cataliza una reacción con los gases para formar nanocables de arseniuro de galio. en un papel publicado en Naturaleza En diciembre pasado, los investigadores de Lund dijeron que el proceso, llamado aerotaxia, puede hacer crecer nanocables de arseniuro de galio de 20 a 1000 más rápido que los métodos de deposición por lotes. Al controlar la temperatura y el tiempo de reacción, pueden controlar las dimensiones de los nanocables, que es clave para optimizar su rendimiento para las células solares.
Brian Korgel, profesor de ingeniería química en la Universidad de Texas, dice que la aerotaxia tiene el potencial de escalarse a un proceso continuo. Hacer grandes volúmenes superaría uno de los mayores desafíos técnicos en la ampliación de la producción de nanocables en fase gaseosa, dice.
En un documento separado en Ciencias A principios de este año, los mismos investigadores de la Universidad de Lund demostraron que las matrices de estos nanocables fabricados con el método de aerotaxia mejoraron la eficiencia de las células solares de fosfuro de indio en un 13,8 por ciento al atrapar más luz.
El siguiente paso para Sol Voltaics es demostrar que el efecto también funciona en las células solares de silicio, el tipo más común, dice el CEO Dave Epstein. Después de hacer eso, tiene la intención de desarrollar equipos para fabricar los nanocables. Él estima que la tinta agregaría uno o dos centavos por vatio a los costos de producción; actualmente cuesta menos de 75 centavos por vatio fabricar paneles solares. Solo se necesita un gramo de nanocables para cubrir un metro cuadrado de un panel solar de silicio, por lo que solo necesitan una cantidad muy pequeña de material, dice.
Todo indica que, incluso si habrá un costo adicional, el aumento de la eficiencia superará con creces el costo, dice Alf Bjørseth, fundador de REC Solar e inversor en Sol Voltaics.
Si el enfoque de nanocables de tinta sobre silicio es eficaz, la empresa planea comenzar la producción a pequeña escala en 2015. Espera necesitar 50 millones de dólares, mucho menos que una fábrica solar a gran escala, para producir a escala comercial, ya que es solo vende un producto adicional.