Nuevas células solares producen energía con mayor eficiencia y menor costo

Una investigación llevada adelante por IBM marcaría el surgimiento de una nueva generación de células solares, que lograrían incrementar en gran medida su efectividad energética y disminuir los costos de producción, dos cuestiones que atentan fuertemente contra un mayor desarrollo de la energía solar. Además, las nuevas células podrían producirse próximamente en serie y serían capaces de alcanzar la producción necesaria para abastecer los requerimientos de electricidad de todo el planeta.

Los costos podrían descender hasta un 40%, mientras que la eficiencia se incrementaría al 9,6%, casi tres puntos porcentuales más que el récord que se había obtenido hasta el momento (6,7%) para esta clase de dispositivos. La razón principal del incremento en la eficacia y la disminución en el costo sería el empleo de un material a base de cobre, cuyas características permitirían este avance. La investigación en cuestión fue difundida mediante una nota de prensa de IBM Research, y además posteriormente fue reproducida por los medios especializados Advanced Materials y Technology Review.

Las nuevas células convierten la luz solar en electricidad a partir de un material semiconductor que incluye cobre, zinc, estaño, azufre y selenio. Según Matthew Beard, un especialista del National Renewable Energy Laboratory que no estuvo involucrado en la investigación, alcanzar prácticamente los niveles de eficiencia comercial marca un gran avance para la tecnología relacionada con las células solares.

Las células solares desarrolladas por IBM podrían ser una interesante alternativa a las empleadas actualmente, las llamadas células de película fina. Estas células emplean materiales especialmente preparados para absorber la luz, pero algunos de ellos son difíciles de hallar, como por ejemplo el telurio.

Abastecimiento de las demandas energéticas

Daniel Kammen, director del Renewable and Appropriate Energy Laboratory de la Universidad de California en Berkeley y otro experto que no participó directamente en la investigación, indicó que este tipo de materiales podría limitar el total de electricidad producida por las células de película fina.

De esta manera, mientras la demanda total de electricidad en todo el mundo probablemente alcance en las próximas décadas las decenas de teravatios, estas células solares de película fina podrían producir un máximo de 0,3 teravatios. Por el contrario, las nuevas células desarrolladas por IBM podrían alcanzar una producción mucho mayor.

Las nuevas células también podrían tener ventajas en comparación con las células solares realizadas a base de cobre, indio, galio y selenio, que en este momento recién están comenzando a llegar al mercado. Sucede que en comparación al indio y el galio empleado en estas células, el selenio utilizado en los dispositivos de IBM es diez veces más económico.

Una combinación de materiales disueltos y partículas en suspensión utilizada en el proceso de fabricación resuelve algunos de los desafíos claves que permiten aumentar la eficiencia de las células solares a base de cobre, zinc, estaño, azufre y selenio. Las características de este proceso marcan un gran avance para estas células desarrolladas por IBM en comparación con otros dispositivos similares.

En búsqueda de máxima eficacia y menor costo

Asimismo, los investigadores de IBM también están buscando formas de mejorar aún más la eficiencia de las nuevas células solares, con el objetivo de alcanzar un 12 por ciento de eficiencia en laboratorio, un indicador lo suficientemente alto como para que los fabricantes se decidan a desarrollar el producto en masa.

Hasta el momento, los niveles de eficiencia rondan el 10 por ciento, según el investigador del IBM Research David Mitzi, especialista a cargo de la dirección del trabajo. Para Mitzi es posible llegar a un 15 por ciento de eficiencia en el laboratorio, mediante la mejora de algunas partes de la célula solar o introduciendo variaciones en el material principal, por ejemplo.

Otro paso clave es reemplazar totalmente el selenio en las células solares por azufre. Si todo el selenio podría ser sustituido, las células incrementarían su potencial de producción y podrían llegar a suministrar la totalidad de las necesidades de electricidad del planeta (decenas de teravatios).

Esto por supuesto teniendo en cuenta las limitaciones de la energía solar, como la ausencia hasta el momento de medios adecuados de almacenamiento energético que permitan el uso nocturno o en días nublados de esta tecnología. Por último, los investigadores siguen en la búsqueda de formas de abaratar aún más las células solares, para que sin sacrificar la máxima efectividad que pueda obtenerse los costos permitan una mayor difusión de esta alternativa energética.