Las células fotovoltaicas PV en las células solares tradicionales convierten la luz solar de manera eficiente dentro de un rango estrecho de longitudes de onda determinadas por el material utilizado en las células PV. Esto limita su eficiencia, ya que las longitudes de onda largas de la luz solar no se convierten en absoluto y la energía dela luz de longitud de onda corta se desperdicia en gran medida. Los científicos han tratado de aumentar la eficiencia de la energía fotovoltaica mediante la creación de células solares de "unión múltiple", hechas de varios materiales semiconductores diferentes que absorben a diferentes longitudes de onda de la luz. El problema es que estas células de unión múltiple soncostoso de hacer.
La absorción solar de banda ancha se ha logrado previamente utilizando resonadores metal-aislante-metal o MIM, que consisten en un aislante encajonado entre un fondo grueso y una capa superior delgada, cada uno hecho de metales como el cromo y el oro. Los componentes metálicos utilizadosen MIM, los resonadores tienen puntos de fusión relativamente bajos: temperaturas que se reducen aún más cuando los materiales están en capas muy delgadas, como en los resonadores, debido a un fenómeno llamado depresión del punto de fusión, en el que el punto de fusión de un material se reduce a medida quelas dimensiones del material disminuyen. Los metales en los resonadores MIM estándar se funden a alrededor de 500 grados centígrados, lo que dificulta su utilidad en las células solares.
Ahora, un grupo de investigadores en Dinamarca ha descubierto un método alternativo para capturar un amplio espectro de luz solar utilizando un dispositivo resistente al calor hecho de capas de tungsteno y alúmina que se pueden fabricar utilizando técnicas de deposición de película económicas y ampliamente disponibles. Los investigadores describensu trabajo y el nuevo material en un artículo publicado esta semana en la revista Materiales ópticos expresos , de The Optical Society OSA.
"Son resistentes al calor, incluido el choque térmico, y exhiben propiedades físicas y químicas estables a altas temperaturas", explicó Manohar Chirumamilla de la Universidad de Aalborg en Dinamarca, el primer autor del nuevo artículo. Esto permite que los absorbentes mantengan su estructurapropiedades a temperaturas muy altas.
En experimentos, se demostró que los nuevos absorbedores funcionan a una temperatura de 800 grados Celsius y absorben luz de longitudes de onda que van desde 300 hasta 1750 nanómetros, es decir, desde ultravioleta UV hasta longitudes de onda de infrarrojo cercano.
"Los resonadores MIM que absorben en la región espectral de UV a infrarrojo cercano pueden emplearse directamente en diferentes aplicaciones, tales como sistemas solares TPV [termofotovoltaicos] / TPV y sistemas solares térmicos", dijo Chirumamilla. "Otras aplicaciones potenciales incluyen-llamadas centrales eléctricas de torre, donde la luz solar concentrada genera vapor para impulsar un generador ".
"Este es el primer paso para utilizar la energía del sol de una manera más eficiente que con las células solares actuales", agregó. "Usando un emisor en contacto con nuestro absorbedor, el calor generado puede usarse para iluminar uncélula solar, que puede funcionar de manera más eficiente cuando se coloca directamente en el sol ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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