Desbloqueando el potencial solar: cómo la fisión sencilla revoluciona la energía limpia
MadridCientíficos mejoran la eficiencia de las nuevas celdas solares dividiendo los fotones en partes más pequeñas. Investigadores de la UNSW Sydney han publicado un estudio en Nature Chemistry que explica el proceso de fisión de singletes. Este método podría mejorar la tecnología actual de celdas solares de silicona.
La mayoría de los paneles solares de hoy en día están hechos de silicio y convierten la luz solar en electricidad, aunque no son muy eficientes. Los mejores paneles de silicio solo alcanzan aproximadamente un 27,3% de eficiencia, cerca de su límite máximo de 29,4%. Científicos como el Profesor Tim Schmidt y el Profesor Ned Ekins-Daukes consideran que el uso de un proceso llamado fisión de singlete podría incrementar esta eficiencia.
Puntos Clave:
- La fisión singlete puede aumentar la eficiencia de las celdas solares al dividir los fotones en unidades de energía más pequeñas.
- Esto reduce la pérdida de energía en forma de calor, especialmente de los fotones azules de alta energía.
- Se utilizaron campos magnéticos para ralentizar y comprender mejor el proceso de fisión singlete.
- UNSW tiene como objetivo crear un prototipo con más del 30% de eficiencia, con financiamiento de ARENA.
La fisión de singletes es un proceso en el cual un fotón genera dos unidades de energía, disminuyendo la pérdida de energía como calor y haciendo más eficientes las celdas solares. Los fotones de distintos colores tienen diferentes cantidades de energía; los fotones azules poseen más energía que los rojos. En la actualidad, las celdas solares convierten toda la luz en un solo nivel de energía, lo que provoca una pérdida significativa de calor.
Agregar una capa capaz de realizar fisión singlete ayuda a las células solares de silicio a aprovechar mejor la luz solar y reducir el desperdicio. Esta capa adicional aumenta la corriente del panel, mejorando su eficiencia.
Entender la fisión singlete es complicado. Los investigadores usaron una longitud de onda específica de luz láser para excitar el material y añadieron campos magnéticos con un electroimán. Esto ralentizó el proceso, facilitando su estudio. Esta técnica no se había probado antes. Su comprensión de cómo funciona la fisión singlete a nivel molecular los acerca a crear aplicaciones útiles.
La Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA) está apoyando investigaciones a través de su programa de Energía Solar de Ultra Bajo Costo. Su meta es desarrollar celdas solares con una eficiencia superior al 30% y un costo inferior a 30 centavos por vatio para el año 2030. Este objetivo destaca el potencial de la tecnología de fisión de singletes para mejorar la eficiencia de la energía solar.
Los profesores Schmidt y Ekins-Daukes están convencidos de que pueden desarrollar un prototipo basado en sus recientes descubrimientos. Están trabajando en conjunto con socios de la industria para llevar esta tecnología al mercado. Si logran el éxito, será un avance significativo en la energía renovable.
El nuevo método de aprovechar la energía lumínica podría ser crucial para el futuro de la energía solar. Esta innovación mejora la eficiencia de los paneles solares, ayudándonos a reducir las emisiones. El avance en la tecnología de células solares es esencial para un futuro energético limpio y sostenible.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41557-024-01591-0y su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Jiale Feng, Parisa Hosseinabadi, Damon M. de Clercq, Ben P. Carwithen, Michael P. Nielsen, Matthew W. Brett, Shyamal K. K. Prasad, Adam A. D. Farahani, Hsiu L. Li, Samuel N. Sanders, Jonathon E. Beves, N. J. Ekins-Daukes, Jared H. Cole, Pall Thordarson, David M. Huang, Murad J. Y. Tayebjee, Timothy W. Schmidt. Magnetic fields reveal signatures of triplet-pair multi-exciton photoluminescence in singlet fission. Nature Chemistry, 2024; DOI: 10.1038/s41557-024-01591-0
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