Cuarenta años de investigación ha costado a los científicos de la Universidad de Manchester descubrir por qué pierden eficiencia de los paneles solares. El problema está en un defecto material hasta ahora desconocido que limita la eficiencia de las células solares de silicio.
Cuatro décadas y más de 270 trabajos de investigación avalan el resultado del trabajo de la Universidad de Manchester que espera dar solución a uno de los grandes obstáculos para la popularización de los paneles solares: su limitada eficiencia.
Los paneles solares están a la cabeza de los sistemas disponibles para generar energía a través de fuentes renovables gracias a su bajo coste y a la disponibilidad del consumidor. El problema es que la mayoría de las células solares solo alcanzan un 20% de eficiencia. Esto hace que por cada kW de luz solar equivalente, se puedan generar aproximadamente 200W de potencia eléctrica.
La Universidad de Manchester lleva décadas trabajando para solucionar este inconveniente. Sus investigadores han descubierto un defecto material que limita y degrada la eficiencia de las células solares de silicio.
“Durante las primeras horas de operación, después de la instalación, la eficiencia del panel solar cae del 20% aproximadamente al 18%”, explica el profesor Tony Peaker, coordinador de la investigación.
“Una caída absoluta del 2% en la eficiencia puede no parecer un gran problema, pero si se considera que estos paneles solares son responsables de entregar una fracción grande y en crecimiento exponencial de las necesidades energéticas totales del mundo, es una pérdida significativa de capacidad de generación de electricidad”, prosigue.
La solución a la pérdida de eficiencia de los paneles solares
Descubierto el problema, faltaba encontrar una solución.
El enfoque teórico y experimental empleado por los investigadores ha permitido identificar el mecanismo responsable de la degradación inducida por la luz (LID).
Combinando una técnica eléctrica y óptica especializada, conocida como “espectroscopia transitoria de nivel profundo” (DLTS), el equipo ha descubierto la existencia de un defecto material que inicialmente permanece inactivo dentro del uso de silicio para fabricar las células.
La carga electrónica dentro de la mayor parte de la célula solar de silicio se transforma bajo la luz solar, parte de su proceso de generación de energía. El equipo ha visto que esta transformación implica una trampa altamente efectiva que evita el flujo de portadores de carga (electrones) fotogenerados.
“Este flujo de electrones es lo que determina el tamaño de la corriente eléctrica que una célula solar puede suministrar a un circuito, cualquier cosa que lo impida reduce efectivamente la eficiencia de la célula solar y la cantidad de energía eléctrica que se puede generar para un nivel dado de luz solar. Hemos comprobado que el defecto existe, ahora se necesita una solución de ingeniería”, explican los investigadores.
