¿Por qué las células solares pierden potencia?
(NC&T) Los científicos han estado reflexionando sobre este defecto desde los años setenta, porque el material utilizado, el silicio amorfo hidrogenado, tiene importantes aplicaciones en la generación de energía a partir de la luz solar. El defecto no es fatal, pero reduce el rendimiento, y sería bueno si el problema pudiera mitigarse en alguna medida. Un nuevo estudio llevado a cabo por investigadores de las universidades de Ohio y Utah revela lo que puede ser la raíz del problema.
Cuando este material fotovoltaico se expone a una luz intensa, los átomos de hidrógeno pasan a formar nuevas disposiciones en las que algunos átomos de silicio se unen a dos átomos de silicio y dos de hidrógeno, creando una estructura llamada dihidruro de silicio, o SiH2.
Es un proceso análogo a lo que sucede cuando la luz incide sobre una película fotográfica. La luz estimula a grupos pequeños de átomos de plata a concentrarse en la superficie y formar una imagen. Sin embargo, en el caso del material fotovoltaico, la luz hace moverse a los átomos de hidrógeno lo cual crea los defectos indeseables.
David Drabold (físico de la Universidad de Ohio) y el estudiante graduado Tesfaye Abtew llegaron a esta conclusión después de llevar a cabo simulaciones de mecánica cuántica por ordenador sobre cómo los átomos en el material responden a la luz. El trabajo está basado tanto en las simulaciones como en los resultados experimentales de P. C. Taylor (físico de la Universidad de Utah) y su grupo.
Los científicos actualmente están desarrollando nuevos modelos para explicar cómo el movimiento del hidrógeno y la formación del SiH2 producen el daño en las células solares, y están empezando a entender su mecanismo.
Aunque el silicio amorfo hidrogenado no es el único material fotovoltaico de interés para la industria energética solar, hallar un modo de resolver el defecto podría llevar a mejoras decisivas en esta importante clase de células solares.
Popularmente usado en productos de consumo como los monitores de pantalla plana para ordenador, y en calculadoras, los materiales basados en el silicio amorfo hidrogenado también tienen potencial en la producción de energía a gran escala. Son casi tan eficaces como la generación eléctrica convencional, sobre todo en las áreas soleadas, y no generan el efecto invernadero.
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