La lucha contra el cambio climático puede estar ganando ritmo, pero parece que las células solares de silicio de energía verde están llegando a sus límites.La forma más directa de realizar la conversión en este momento es con paneles solares, pero hay otras razones por las que son la gran esperanza de la energía renovable.
Su componente clave, el silicio, es la segunda sustancia más abundante en la Tierra después del oxígeno.Dado que los paneles se pueden colocar donde se necesita la energía (en hogares, fábricas, edificios comerciales, barcos, vehículos de carretera), hay menos necesidad de transmitir energía a través de los paisajes;y la producción en masa significa que los paneles solares son ahora tan baratos que la economía de su uso se está volviendo indiscutible.
Según el informe de perspectivas energéticas 2020 de la Agencia Internacional de Energía, los paneles solares en algunos lugares están produciendo la electricidad comercial más barata de la historia.
Incluso ese tradicional oso-insecto "¿qué pasa cuando está oscuro o nublado?"se está volviendo menos problemático gracias a los avances transformadores en la tecnología de almacenamiento.
Moviéndose más allá de los límites de la energía solar
Si está esperando un "pero", aquí está: pero los paneles solares de silicio están alcanzando los límites prácticos de su eficiencia debido a algunas leyes de la física bastante inconvenientes.Las células solares de silicio comerciales ahora tienen solo un 20 por ciento de eficiencia (aunque hasta un 28 por ciento en entornos de laboratorio. Su límite práctico es del 30 por ciento, lo que significa que solo pueden convertir alrededor de un tercio de la energía recibida del Sol en electricidad).
Aún así, un panel solar producirá muchas veces más energía libre de emisiones durante su vida útil que la que se utilizó en su fabricación.
una célula solar de silicio / perovskita
Perovskita: el futuro de las energías renovables
Al igual que el silicio, esta sustancia cristalina es fotoactiva, lo que significa que cuando es golpeada por la luz, los electrones en su estructura se excitan lo suficiente como para separarse de sus átomos (esta liberación de electrones es la base de toda la generación de electricidad, desde las baterías hasta las plantas de energía nuclear). .Dado que la electricidad está en efecto, una línea de conga de electrones, cuando los electrones sueltos del silicio o la perovskita se canalizan en un cable, el resultado es la electricidad.
La perovskita es una mezcla simple de soluciones salinas que se calienta entre 100 y 200 grados para establecer sus propiedades fotoactivas.
Al igual que la tinta, se puede imprimir en superficies y se puede doblar de una manera que no lo es el silicio rígido.Al usarse con un grosor de hasta 500 veces menor que el del silicio, también es superligero y puede ser semitransparente.Esto significa que se puede aplicar a todo tipo de superficies, como teléfonos y ventanas.Sin embargo, la verdadera emoción está en torno al potencial de producción de energía de la perovskita.
Superar el mayor desafío de la perovskita: el deterioro
Los primeros dispositivos de perovskita en 2009 convirtieron solo el 3.8 por ciento de la luz solar en electricidad.Para 2020, la eficiencia fue del 25,5 por ciento, cerca del récord de laboratorio de silicio del 27,6 por ciento.Existe la sensación de que su eficiencia pronto podría alcanzar el 30 por ciento.
Si espera un 'pero' sobre la perovskita, bueno, hay un par.Un componente de la red cristalina de perovskita es el plomo.La cantidad es pequeña, pero la toxicidad potencial del plomo significa que es una consideración.El verdadero problema es que la perovskita desprotegida se degrada fácilmente a través del calor, la humedad y la humedad, a diferencia de los paneles de silicona que se venden habitualmente con garantías de 25 años.
El silicio se adapta mejor a las ondas de luz de baja energía y la perovskita funciona bien con la luz visible de mayor energía.La perovskita también se puede ajustar para absorber diferentes longitudes de onda de luz: rojo, verde, azul.Con una cuidadosa alineación de silicio y perovskita, esto significa que cada celda convertirá más del espectro de luz en energía.
Los números son impresionantes: una sola capa podría tener una eficiencia del 33 por ciento;apilar dos celdas, es el 45 por ciento;tres capas darían una eficiencia del 51 por ciento.Este tipo de cifras, si se pueden realizar comercialmente, revolucionarían la energía renovable.
Hora de publicación: Ago-12-2021