Nanotecnología Solar
La semana pasada concluyó la Cumbre Internacional sobre Cambio Climático celebrada en Nairobi, que nuevamente ha puesto de manifiesto el creciente esfuerzo que, con mayor o menor intensidad, se está llevando a cabo desde diferentes estamentos sociales y científicos con la intención de paliar los peligrosos efectos que conlleva el progresivo calentamiento global del planeta. La energía solar continúa siendo una de las alternativas más interesantes, en contraposición a las fuentes de energía contaminantes generadas a partir de combustibles fósiles.
Indudablemente el uso de la nanotecnología ha conseguido optimizar la respuesta de los dispositivos empleados en la conversión de la energía solar en energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado células solares más eficientes, de menor tamaño y con reducidos costes de producción, que en un futuro próximo conseguirán sustituir a los actuales dispositivos basados en el silicio. El descubrimiento de las propiedades de conducción eléctrica de los polímeros orgánicos, ha permitido fabricar dispositivos fotovoltaicos orgánicos plásticos, extremadamente delgados y baratos, mediante un sencillo proceso de síntesis a gran escala. Recientemente los trabajos realizados por el grupo de Alivisatos llevados a cabo en la Universidad de Berkeley han conseguido dar un nuevo paso en la evolución de los dispositivos fotovoltaicos, al conseguir fabricar células solares a partir de nanocristales inorgánicos. En su artículo publicado en la prestigiosa revista científica Science, los autores describen el modo en el que emplean cristales nanométricos de dos materiales semiconductores (CdSe y CdTe) en forma de nanovarillas. Éstos se sintetizan por separado y se depostitan en forma de disolución sobre un sustrato conductor de cristal. Las delgadas células solares así fabricadas son tan baratas y fáciles de elaborar como las basadas en polímeros orgánicos, pero además poseen una mayor capacidad de transporte de carga, una mejor respuesta óptica y lo que es fundamental, al estar conformadas por material inorgánico son estables en aire, lo que aumenta su funcionalidad. Estas nuevas células solares presentan una eficiencia de conversión de energía solar en eléctrica del 3 %, que si bien mejora la respuesta de las anteriores células solares orgánicas, no consigue alcanzar la eficiencia del 15 % de las células solares de silicio (que sin embargo conllevan mayores costes de producción).
Progresivamente, trabajos como los realizados por M.D.Law o E.H.Sargent, han conseguido optimizar el desarrollo y eficiencia de células solares, al emplear nuevos nanomateriales en forma de composites o cristales nanoestruturados. De este modo se podrían desarrollar recubrimientos fotovoltaicos, células solares en forma de spray e incluso dispositivos capaces de ampliar el rango de conversión de energía solar hasta el infrarrojo, pudiendo actuar por tanto en días nublados.
En este momento podemos permitirnos soñar con células solares funcionales implementadas sobre casi cualquier superficie, en las fachadas, los tejados, los coches, incluso en nuestra ropa, funcionando a modo de fuente de energía transportable y sin hilos.
Tags: cambio climático, células solares, energía solar, nanocristales inorgánicos
Sindicación
2006-11-23 a las 7.18 pm
Sin duda interesante, pero….. El uso de compuestos de cadmio está abocado a desaparecer. Aunque el rendimiento sin duda es alto, las investigaciones deben ir encaminadas hacia otros compuestos menos contaminantes (silicio, por ejemplo). Creo recordar que laa UE ya está en cierto modo presionando para que desaparezcan aquellos compuestos que sean peligrososo en su manipulación o que puedan ser potencialmente peligrosos una vez acabada la vida útil de los mismos. Desde el punto de vista teórico, sin duda es una gran idea pero desde el punto de vista aplicado, yo tengo mis dudas.
2006-12-20 a las 9.05 pm
rrrr[url=http://www.google.es]texto[/url]
2006-12-21 a las 7.52 pm
El profesor Tomas Torres, catedrático y director del departamento de Química Orgánica de la Universidad Autónoma de Madrid investiga también en paneles solares pero centrándose en el uso de polímeros funcionales, que se caracterizan porque al ser sometidos a una irradiación electromagnética o lumínica responden de una manera determinada: el polímero absorbe parte de la luz recibida que causa un movimiento electrónico dentro del polímero de manera que los electrones se mueven en una dirección y provocan una separación de carga. La zona hacia la que se desplazan se carga negativamente y la zona de la que han salido queda cargada positivamente. Su movimiento genera una corriente eléctrica. “En realidad lo que pasa, es que los polímeros tienen niveles energéticos caracterizados. La luz excita los electrones de un nivel inferior a uno superior y esto da origen y facilita que el electrón sea promovido a otro elemento, en este caso un aceptor que queda cargado negativamente, mientras que el dador queda cargado positivamente. Si se conectan los dos extremos hemos constitutito una corriente eléctrica”. Este estudio publicado en noviembre de 2005 pedía financiación a la Acción Estratégica de Nanotecnociencia del Ministerio de Educación y Ciencia, lo que implica que la Energía Solar es una fuente de Energía Renovable en auge porque se investiga desde distintas perspectivas y a pesar de la escasa financiación 90 grupos europeos llevaban investigaciones al respecto en estas fechas.
2007-01-03 a las 11.50 am
El departamento de energía de los estados unidos informo recientemente de un nuevo record mundial en eficiencia con células fotovoltaicas. Estas células alcanzan un rendimiento de un 40.7%, esto hace que su coste de instalación de solamente 3$, produciendo electricidad a un precio de 8-10 centavos por Kilovatio / hora.
La célula solar fue desarrollada usando una única estructura llamada multi-juncion solar cell. Esta estructura, también llamada una cascada o una célula en tándem, puede alcanzar una eficacia total más alta de la conversión capturando una porción más grande del espectro solar. En la célula típica de multijunction cell, las células individuales con diversos bandgaps se apilan uno encima de otro. Se apilan las células individuales de una manera tal que la luz del sol baje primero en el material que tiene el bandgap más grande. Los fotones no absorbidos en la primera célula se transmiten a la segunda célula, que entonces absorbe la parte mas alta de la energía solar restante de la radiación solar mientras que permanece transparente a la energía mas baja. Estos procesos selectivos de la absorción continúan a través a la célula final, que tiene el bandgap más pequeño. Esto hace que tenga una alta eficiencia por capturar mas energía del espectro solar.
Actualmente boeing lleva años usando este tipo de células solares para los satélites espaciales, basadas en GaAs.
2007-01-11 a las 4.24 pm
A la hora de desarrollar células solares a escala industrial, debe tenerse en cuenta fundamentalmente la eficiencia de respuesta del dispositivo. Sin embargo, no deben olvidarse otros aspectos como la reducción de los costes de producción y la celeridad y sencillez del método de fabricación. Por lo tanto existen múltiples líneas de investigación, en función de la posterior funcionalidad de la célula solar, lo que confirma las elevadas expectativas de aplicación de estos dispositivos basados en la energía solar.
2007-01-24 a las 7.22 pm
Enhorabuena por el articulo me parece realmente interesante, si quieren pueden ampliar información en este enlace