El futuro de la energía solar podría estar en los puntos cuánticos

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Incorporación de puntos cuánticos (QDs) en células solares podría aumentar la eficiencia y la vez reducir costos de implementación de la energía solar en el mundo.

Un grupo de investigadores de Corea del Sur cree estar en el camino correcto para solucionar uno de los problemas más importantes que enfrenta la energía solar: los altos costos de producción.

La energía solar es una industria multi millonaria en crecimiento y una de las más limpias, pero aún así sólo el 1% del consumo energético de nuesto planeta nace de ella. Cerca del 85% de la energía proviene del petróleo, carbón y gas natural, pero no son sustentables en el tiempo ya sea por sus agentes altamente contaminantes o porque son recursos que simplemente no pueden abastecer a un mundo cada vez más necesitado de energía como el nuestro y por supuesto por la influencia que tienen en el calentamiento global y el cambio climático.

El sol parece ser la respuesta perfecta a todos nuestros problemas: es un recurso que se sostiene en el tiempo, amigable con el medio ambiente y su energía llega de manera gratuita a la tierra. Pero convertir esta energía en electricidad es un verdadero desafío y requiere grandes modificaciones e innovaciones de ingeniería y tecnología, que terminan aumentando los costos de su producción y limitando las posibilidades de eficiencia.

Los paneles solares que hoy se utilizan en algunos hogares tienen celdas solares de bajo costo pero cuya eficiencia no supera el 20%. El récord actual lo tiene un Instituto de Energía Solar de Berlín, quienes lograron convertir luz solar en electricidad con un sistema de cuatro subceldas solares usada en la energía fotovoltaica concentrada y que les permitió alcanzar un 44,7% de eficacia. Este récord significa un gran avance, pero no soluciona el tema de los costos que siguen siendo muy altos.

Los DSSCs (Dye Sensitized Solar Cell) son células solares de colorante que crean un ciclo de corriente eléctrica al unirse las moléculas al dióxido de titanio, que a su vez absorven fotones y libera electrones. Este diseño ha demostrado ser una vía posible para lograr un resultado positivo ante la ecuación costos-eficiencia, pero desde Corea del Sur se ha desarrollado un método que agrega puntos cuánticos (QDs) a la mezcla y que parece haber disminuido la brecha aún más.

Los puntos cuánticos son nanopartículas capaces de liberar más de un electrón por cada fotón que se absorve y por lo tanto aumenta la eficacia de un DSSC ordinario.

Hasta el momento, la máxima eficiencia comprobable que se ha logrado con los QD-DSSCs es de 8,83%, pero los investigadores aseguran que con más tiempo pueden alcanzar poco más de un 33,7%. ¿Muy bajo? Aún queda mucho camino por recorrer, y aunque este sistema todavía no demuestra su máxima capacidad, significa un avance en la reducción de costos ya que los DSSCs son relativamente baratos de producir.