La energía solar es una de las fuentes de electricidad más importantes, libres de combustibles fósiles y respetuosas con el medio ambiente. Sin embargo, solo podemos aprovechar una fracción de la energía solar que llega a la Tierra. ¿Cuánta energía solar se desperdicia? En este artículo, exploraremos el porcentaje de energía que se pierde en las células solares modernas y cómo se están desarrollando nuevas tecnologías para aumentar la eficiencia.
¿Qué porcentaje de energía se desperdicia en una célula solar moderna?
Las células solares basadas en silicio, que son las más comúnmente utilizadas en la actualidad, pueden convertir aproximadamente el 20-25% de la energía solar en electricidad. Esto se debe a que las células solares solo pueden aprovechar los fotones con una energía determinada. Los fotones con una energía demasiado baja no pueden ser absorbidos por la célula solar, mientras que los fotones con una energía demasiado alta se disipan como calor desperdiciado. Este límite teórico máximo de eficiencia se conoce como el límite de Shockley-Queisser.
En la práctica, las células solares modernas están lejos de alcanzar el límite de Shockley-Queisser y solo pueden utilizar aproximadamente el 20-25% de la energía solar. Esto significa que alrededor del 75-80% de la energía solar se desperdicia o se convierte en calor.
El fenómeno de la fisión singlete
Para aumentar la eficiencia de las células solares, los científicos están investigando un fenómeno conocido como fisión singlete. La fisión singlete permite que los fotones con una energía más alta se utilicen y se conviertan en electricidad sin pérdida de calor. Sin embargo, hasta hace poco, se desconocía qué sucedía durante la fisión singlete y dónde se perdía la energía.
Un grupo de investigación liderado por científicos de la Universidad de Linköping, en Suecia, ha descubierto qué sucede durante la fisión singlete y dónde se va la energía perdida. Utilizando una técnica refinada de magneto-óptica, los investigadores pudieron identificar la ubicación de la pérdida de energía durante la fisión singlete en un cristal monoclinico de polieno llamado difenil hexatrieno (DPH).
El descubrimiento de dónde se va la energía durante la fisión singlete es un paso importante para aumentar significativamente la eficiencia de las células solares, de aproximadamente el 33% a más del 40%. Esto podría significar un avance significativo en la capacidad de las células solares para aprovechar la energía solar de manera más eficiente.
Perspectivas futuras
El material utilizado en el estudio de la fisión singlete, el DPH, es un material cristalino y se espera que se pueda optimizar para retener la mayor cantidad posible de energía durante el proceso de fisión singlete. Además, este material es compatible con el proceso de solución, lo que significa que su fabricación es económica y se puede integrar fácilmente con la tecnología de células solares existente.
Los avances en la comprensión de la fisión singlete y la ubicación de la pérdida de energía durante este proceso están impulsando el desarrollo de materiales más eficientes para las células solares. Con la optimización de estos materiales, podríamos estar un paso más cerca de aprovechar al máximo la energía solar que llega a la Tierra y reducir la cantidad de energía desperdiciada.
Consultas habituales
- ¿Por qué se desperdicia tanta energía solar?
La energía solar se desperdicia principalmente debido a las limitaciones de las células solares actuales. Estas células solo pueden aprovechar los fotones con una energía específica, lo que limita la cantidad de energía solar que se puede convertir en electricidad.
- ¿Cuál es la solución para reducir el desperdicio de energía solar?
La investigación sobre la fisión singlete y el desarrollo de materiales más eficientes para las células solares podrían ayudar a reducir el desperdicio de energía solar. Al aprovechar fotones con una energía más alta, las células solares podrían aumentar su eficiencia y convertir más energía solar en electricidad.
- ¿Cuándo podríamos ver células solares más eficientes en el mercado?
La investigación sobre la fisión singlete y el desarrollo de materiales más eficientes para las células solares aún se encuentra en sus etapas iniciales. Sin embargo, los avances en este campo podrían llevar a la producción de células solares más eficientes en los próximos años.
Una cantidad significativa de energía solar se desperdicia debido a las limitaciones de las células solares actuales. Sin embargo, la investigación sobre la fisión singlete y el desarrollo de materiales más eficientes podrían ayudar a reducir este desperdicio y permitir que aprovechemos al máximo la energía solar que llega a la Tierra. Con el tiempo, podríamos ver un aumento en la eficiencia de las células solares y una mayor contribución de la energía solar a nuestra matriz energética.