La tecnología de paneles solares está por atravesar una profunda innovación. Y es que un nuevo método permite obtener hasta mil veces más energía si se comparan con el actual. La novedosa técnica consiste en sustituir el silicio por cristales ferroeléctricos. El hallazgo es de un grupo de investigadores de la Universidad Martín Lutero de Halle-Wittenberg (MLU), en Alemania.
Encontraron que la eficiencia de los paneles solares mejora exponencialmente alternando entre capas cristalinas de materiales. Tales como titanato de estroncio, titanato de bario y titanato de calcio. En un comunicado, señalaron que la producción de energía de cristales ferroeléctricos en paneles solares puede aumentar gracias a la monitorización de capas finas.
La revolución de los materiales ferroeléctricos.
Actualmente, por el bajo costo la mayoría de los paneles solares se construyen con silicio. Sin embargo, las limitaciones del material llevaron a los especialistas a experimentar con otras opciones, incluidos los cristales ferroeléctricos. Uno de los mayores beneficios en la utilización de cristales ferroeléctricos es que se prescinde de la Unión PN.
Aunque, por el lado de los cristales ferroeléctricos propuestos en la MLU también tenemos inconvenientes. Por ejemplo, el titanato de bario puro absorbe poca luz. Una evidente desventaja si se busca emplear en un panel solar. Sin embargo, el problema tiene solución.
Experimentando con diferentes combinaciones, los investigadores observaron que al unir capas extremadamente delgadas de diversos materiales aumentaban significativamente la producción de energía solar. “Lo relevante es que el material ferroeléctrico se alterne con un material paraeléctrico. Aunque este último posea carga separada, puede convertirse en ferroeléctrico bajo determinadas condiciones. Por ejemplo, cuando se modifica ligeramente su estructura química o se reduce la temperatura”, explica Akash Bhatnagar, de la MLU.
Resultados esperanzadores.
Bhatnagar y sus colegas introdujeron titanato de bario entre titanato de estroncio y titanato de calcio, vaporizando los cristales con un potente láser. Posteriormente, los dispusieron sobre sustratos de transporte. Al final obtuvieron un material de 500 capas y 200 nanómetros de grosor. Así, encontraron que esta combinación en capas permitía un flujo de corriente mil veces superior al registrado con el titanato de bario puro de grosor equivalente.
“La interacción entre las capas de la red parece producir una permisividad mayor. Es decir, los electrones fluyen más fácilmente a causa de la excitación de los fotones”, señala Bhatnagar. Además, los investigadores demostraron que estas mediciones se mantuvieron constantes durante medio año. Esto significa que tienen entre manos un material lo suficientemente robusto para uso comercial.
Ahora, el equipo investigará la causa exacta del efecto fotoeléctrico en el material en capas. Eventualmente, buscarán su implementación masiva. El trabajo tiene potencial para iniciar una revolución con materiales ferroeléctricos. Tecnología que podría aplicarse a la memoria de computadoras y otros dispositivos electrónicos.