Las células solares convierten la luz en electricidad. Si bien el sol es una fuente de luz, también se puede aprovechar la quema de recursos naturales como el petróleo y el gas natural.
Sin embargo, las células solares no convierten toda la luz en energía por igual, lo que ha inspirado un esfuerzo conjunto de la industria y la academia para desarrollar una solución potencialmente revolucionaria.
"Las células solares actuales no son buenas para convertir la luz visible en energía eléctrica. La mejor eficiencia es de solo alrededor del 20%", explica Takashi Asano de la Universidad de Kyoto, que utiliza tecnologías ópticas para mejorar la producción de energía.
Las temperaturas más altas emiten luz a longitudes de onda más cortas, por lo que la llama de un quemador de gas cambiará de rojo a azul a medida que aumenta el calor. El calor más alto ofrece más energía, lo que hace que las longitudes de onda cortas sean un objetivo importante en el diseño de las células solares.
"El problema", continúa Asano, "es que el calor disipa la luz de todas las longitudes de onda, pero una célula solar solo funcionará en un rango estrecho.
"Para resolver esto, construimos un nuevo semiconductor de tamaño nano que reduce el ancho de banda de la longitud de onda para concentrar la energía".
Anteriormente, Asano y sus colegas del laboratorio Susumu Noda habían adoptado un enfoque diferente. "Nuestro primer dispositivo funcionó a altas longitudes de onda, pero para reducir la salida de luz visible se requería una nueva estrategia, por lo que cambiamos al silicio intrínseco en esta corrientecolaboración con Osaka Gas ", dice Asano.
Para emitir longitudes de onda visibles, se necesitaba una temperatura de 1000˚C, pero convenientemente el silicio tiene una temperatura de fusión de más de 1400˚C. Los científicos grabaron placas de silicona para tener una gran cantidad de varillas idénticas y equidistantemente espaciadas, la altura,radios, y cuyo espacio se optimizó para el ancho de banda objetivo.
Según Asano, "los cilindros determinaron la emisividad", que describe las longitudes de onda emitidas por el dispositivo calentado.
Usando este material, el equipo ha mostrado Avances científicos que su semiconductor a nanoescala aumenta la tasa de conversión de energía de las células solares al menos al 40%
"Nuestra tecnología tiene dos beneficios importantes", agrega el jefe de laboratorio Noda. "Primero es la eficiencia energética: podemos convertir el calor en electricidad de manera mucho más eficiente que antes. En segundo lugar es el diseño. Ahora podemos crear transductores mucho más pequeños y más robustos, queserá beneficioso en una amplia gama de aplicaciones "
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Materiales proporcionado por Universidad de Kyoto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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