La forma más económica y eficiente de aprovechar la fuente de energía renovable más limpia y abundante del mundo está un paso más cerca de la realidad.
El físico de la Universidad de Toledo que empujó el rendimiento de las células solares a niveles nunca antes alcanzados hizo un avance significativo en la fórmula química y el proceso para fabricar el nuevo material.
En colaboración con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Universidad de Colorado, el Dr. Yanfa Yan, profesor de física de UToledo, prevé que el material de ultra alta eficiencia llamado célula solar de perovskita en tándem estará listo para debutar enpaneles solares de tamaño completo en el mercado de consumo en el futuro cercano.
Las perovskitas, materiales compuestos con una estructura cristalina especial formada a través de la química, reemplazarían al silicio, que, por ahora, sigue siendo el material de células solares elegido para convertir la luz del sol en energía eléctrica.
"Estamos produciendo células solares de mayor eficiencia y menor costo que muestran una gran promesa de ayudar a resolver la crisis energética mundial", dijo Yan. "El trabajo significativo ayudará a proteger nuestro planeta para nuestros niños y las generaciones futuras. Tenemos unproblemas que consumen la mayoría de las energías fósiles en este momento, y nuestro equipo colaborativo se centra en refinar nuestra forma innovadora de limpiar el desorden ".
El nuevo trabajo de investigación, que se publica en la revista ciencia , describe cómo el equipo de energía fotovoltaica está ajustando una mezcla de plomo y estaño para avanzar la tecnología más cerca de su máxima eficiencia. Los esfuerzos actualmente han llevado la eficiencia de la nueva célula solar a alrededor del 23 por ciento. En comparación, los paneles solares de silicioen el mercado actual tienen una calificación de eficiencia de alrededor del 18 por ciento.
Los científicos usaron un compuesto químico llamado tiocianato de guanidinio para mejorar dramáticamente las propiedades estructurales y optoelectrónicas de las películas de perovskita mixtas de plomo-estaño.
" ciencia es la revista académica más importante del mundo, junto Naturaleza , que publicó otra investigación realizada por el Dr. Yan hace solo cinco meses después de que descubrió un solo material que produce luz blanca, que podría aumentar la eficiencia y el atractivo de las bombillas LED, "Dr. Sanjay Khare, profesor y presidente del Departamento de UToledode Física y Astronomía, dijo. "Su importante trabajo de sostenibilidad en la Universidad de Toledo puede ayudar a impulsar el mundo utilizando energía limpia".
Hace aproximadamente cinco años, el equipo de Yan en UToledo identificó las propiedades ideales de las perovskitas y desde entonces ha centrado sus 20 años de experiencia en la producción de una célula solar en tándem totalmente perovskita que reúne dos células solares diferentes para aumentar la energía eléctrica total generada porusando dos partes diferentes del espectro del sol.
El mes pasado, el Departamento de Energía de los Estados Unidos otorgó a Yan una subvención de $ 1.1 millones para continuar su investigación en colaboración con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable.
"Este es el material que hemos estado esperando durante mucho tiempo", dijo Yan. "La industria solar está observando y esperando. Algunos ya han comenzado a invertir en esta tecnología".
Yan es experto en teoría de la física de defectos y propiedades electrónicas en semiconductores, síntesis de materiales y fabricación de células solares de película delgada.
"Nuestra investigación de UToledo está en curso para hacer células solares más baratas y más eficientes que puedan rivalizar e incluso superar la tecnología fotovoltaica de silicio predominante", dijo el Dr. Zhaoning Song, profesor asistente de investigación en el Departamento de Física y Astronomía de UToledo y coautoren el estudio: "Nuestras células solares en tándem con dos capas de perovskitas ofrecen una alta eficiencia de conversión de energía y tienen el potencial de reducir los costos de producción de paneles solares, lo cual es un avance importante en la energía fotovoltaica".
Si bien el equipo de Yan ha mejorado la calidad de los materiales y el proceso para fabricarlos a un bajo costo, es necesario avanzar más.
"El costo del material es bajo y el costo de fabricación es bajo, pero la vida útil del material aún es desconocida", dijo Song. "Necesitamos continuar aumentando la eficiencia y la estabilidad".
"Además, el plomo se considera una sustancia tóxica", dijo Yan. "Estoy decidido a trabajar con la industria solar para asegurar que los paneles solares hechos de este material puedan reciclarse para que no causen daños al medio ambiente".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Toledo . Original escrito por Christine Billau. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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