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Qué es el silicio negro y por qué puede revolucionar la fotovoltaica

Qué es el silicio negro y por qué puede revolucionar la fotovoltaica

Investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia han creado un diseño de dispositivo fotovoltaico que tiene una eficiencia cuántica del 132%. La clave reside en su material, el silicio negro nanoestructurado.

El silicio negro nanoestructurado se trata de un material semiconductor descubierto accidentalmente en los años 80 y que se caracteriza por tener una reflectividad muy baja y una alta absorción de luz. Su aplicación a la tecnología de células solares podría revolucionar y mejorar con creces la energía fotovoltaica. 

Hipotéticamente, si un dispositivo tiene una eficiencia cuántica del 100%, cada fotón que golpea el dispositivo generará un electrón, que será transportado a través de los circuitos para generar electricidad. No obstante, la creación de estos investigadores finlandeses puede presumir de una eficacia del 132%: cada fotón generará un electrón con una probabilidad aproximada de 1/3 de que un electrón adicional salga de su órbita y se una al circuito.

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Ahondando en el funciomiento de los materiales fotovoltaicos, cuando un fotón golpea la superficie de un dispositivo fotovoltaico, un electrón sale de su órbita. En determinadas circunstancias, un fotón de alta energía puede hacer que salgan dos electrones.

Aplicado a las células solares, algunos factores merman la eficiencia, como cuando los fotones se reflejan en la superficie del dispositivo sin interactuar con sus electrones o los electrones desprendidos llenan el agujero que queda en otro átomo antes de unirse al circuito.

Este reciente desarrollo abre fabulosas posibilidades para optimizar los futuros paneles solares: el silicio negro permitirá superar estas barreras y absorber fotones de manera mucho más eficiente que otros materiales. Su nanoestructura con conos y columnas evita en gran medida la recombinación de electrones en la superficie. Así, su eficiencia récord del 132% podrá emplearse para mejorar cualquier tipo de fotodetector, ya sean células solares o sensores de luz aplicados a otras tecnologías. 

La investigación ha sido aceptada para su publicación en Physical Review Letters.

Fuente | Interesting Engineering

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Sobre el autor

Andrea Núñez-Torrón Stock

Licenciada en Periodismo y creadora de la revista Literaturbia. Entusiasta del cine, la tecnología, el arte y la literatura.