Material cuántico revolucionario podría disparar la eficiencia de los paneles solares hasta un 190%

Un nuevo material cuántico podría revolucionar la energía solar

Un equipo de investigadores de la Universidad de Lehigh en Pensilvania (Estados Unidos) ha desarrollado un material cuántico que podría disparar la eficiencia de los paneles solares. El hallazgo, publicado en la revista Science Advances, abre la puerta a una nueva generación de placas solares más eficientes y accesibles que podrían ayudar a afrontar las necesidades energéticas mundiales.

Superando los límites

El prototipo, que utiliza el nuevo material como capa activa en una célula solar, logra una absorción fotovoltaica media del 80 % y una eficiencia cuántica externa (EQE) sin precedentes: de hasta el 190 %. Este valor supera con creces el límite teórico de eficiencia Shockley-Queisser para materiales basados en silicio, establecido en 1961 en un 33,7 %.

Las claves del éxito

El salto de eficiencia del material se atribuye a sus característicos "estados de banda intermedios", niveles de energía específicos que se sitúan dentro de la estructura electrónica del material y que resultan ideales para la conversión de la energía solar.

Además, el material funciona especialmente bien con altos niveles de absorción en las regiones infrarroja y visible del espectro electromagnético.

Generación Múltiple de Excitones

En las células solares tradicionales, la EQE máxima es del 100 %, lo que significa que por cada fotón absorbido de la luz, se genera y capta un electrón. Sin embargo, algunos materiales avanzados, como el desarrollado por Lehigh, pueden generar y recoger más de un electrón a partir de fotones de alta energía, lo que se conoce como Generación Múltiple de Excitones (MEG) y permite una EQE superior al 100 %.

Capturando la energía que se pierde

Los estados de banda intermedios del nuevo material permiten capturar la energía de los fotones que se pierde en las células solares tradicionales, incluso por reflexión y producción de calor.

Un futuro prometedor

Para Chinedu Ekuma, físico de la Universidad de Lehigh y coautor del estudio, la gran eficiencia del nuevo material cuántico lo convierte en un "candidato prometedor para el desarrollo de células solares de nueva generación y alta eficiencia, que desempeñarán un papel crucial a la hora de abordar las necesidades energéticas mundiales".

Investigación y desarrollo

Aunque la integración del material cuántico en los actuales sistemas de energía solar requerirá más investigación, Ekuma sostiene que la técnica experimental utilizada para crear estos materiales ya es muy avanzada.

Este avance abre un futuro esperanzador para la energía solar, con la posibilidad de desarrollar placas solares más eficientes, baratas y accesibles que puedan contribuir a un futuro energético más sostenible.

Referencias:

• Universidad de Lehigh: https://www.lehigh.edu/