Avances en energía solar

Un modo de obtener más energía de la luz del sol es asegurarse de que siempre entra en contacto con un panel solar en el ángulo adecuado. Esto implica o bien ir modificando la posición del panel en función de la luz para que siempre mire hacia ella o bien utilizar una óptica compleja para redirigir los rayos del sol hacia la superficie del panel desde arriba.

Ahora, investigadores de la Universidad de Illinois han ideado unas células solares esféricas que se autoensamblan, capaces de captar más luz solar que las planas. La forma es un modo más sencillo de hacer un mayor uso de los rayos del sol, pero ha sido difícil ponerlo en práctica en una célula solar. Estas nuevas células solares a microescala se han hecho utilizando la litografía convencional combinada con el autoensamblaje. Si demuestran su eficacia, los dispositivos se podrían conectar en grandes arrays que tengan la misma salida de energía que las células convencionales, pero con un ahorro en los costes de los materiales al utilizar menos silicio.

“En lugar de un gran bloque de semiconductor equipado con lentes focales y motores para moverlo alrededor, queremos hacer células compactas con una producción de energía significativa”, señala Ralph Nuzzo, profesor de química de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign.

Las superficies curvas captan más luz que las planas porque tienen un área de superficie mayor, pero hacer células solares curvas o esféricas es complicado, señala Nuzzo, porque las técnicas utilizadas para procesar los materiales semiconductores como el silicio funcionan mejor en superficies planas. El grupo de Nuzzo ha resuelto este problema fabricando estructuras 3D a microescala que se autoensamblan a partir de láminas planas.

Los investigadores de Illinois empezaron tratando la superficie de una oblea fina de silicio de alta calidad y utilizaron la litografía convencional para grabar una fina forma bidimensional. Para hacer una esfera, recortaron el silicio en forma de flor y, a continuación, utilizaron un adhesivo para pegar un pequeño trozo de vidrio en su interior. El vidrio ayuda a la estructura a mantener su forma una vez ensamblada. Por último, la tensión de superficie empuja hacia arriba los pétalos de la flor, uniéndolos para formar una esfera.

La dificultad de esto, según Nuzzo, es cómo conseguir que la secuencia de pasos necesarios para que los pétalos se plieguen adoptando la forma deseada. El grupo de Illinois utilizó modelos matemáticos para predecir las propiedades mecánicas de láminas de silicio de formas y grosores diferentes, además de la forma en la que interactúan con el agua, lo cual se puede ajustar tratando químicamente sus superficies.

Fuente: Technology Review