Gran eficiencia de una célula solar tridimensional con microtorres

Le ha sido concedida una patente a un diseño de célula solar tridimensional que usa “torres” microscópicas para capturar casi tres veces la cantidad de luz que atrapan las células solares planas hechas de los mismos materiales. Las modelaciones informáticas sugieren que la célula 3-D podría mejorar la generación de electricidad en tanto como un 300 por ciento con respecto a las células solares convencionales.

(NC&T) Como puede capturar más energía en un área dada, la célula solar 3-D podría ser útil para energizar satélites, teléfonos móviles, equipamientos militares y otros aparatos que tengan un área de superficie limitada. Desarrollado en el Instituto de Investigación Tecnológica de Georgia (GTRI, por sus siglas en inglés), la célula solar tridimensional emplea su estructura superficial 3-D para aumentar la probabilidad de que cada fotón que incida en ella produzca energía.

    Un problema con las células solares planas convencionales es que la luz del Sol incide sobre una superficie llana y puede rebotar de retorno hacia fuera de la célula, por lo que la luz sólo tiene una oportunidad de ser absorbida y convertida en electricidad.

    En cambio, en la célula solar 3-D del GTRI la luz solar rebota de torre en torre y produce más electricidad.

    La serie de torres en la célula solar 3-D puede aumentar el área de superficie en varias decenas de veces, dependiendo del tamaño de las estructuras y la densidad con que estén agrupadas.

    Las células solares convencionales tienen que ser muy grandes para producir cantidades adecuadas de electricidad, lo cual limita sus aplicaciones.

    La estructura tridimensional implica que las células ya no necesitan ser orientadas directamente hacia el Sol para capturar eficientemente su energía. Las células solares convencionales funcionan mejor cuando la luz solar incide sobre ellas dentro de un margen estrecho de ángulos, pero los nuevos sistemas 3-D siguen siendo eficientes aún cuando el ángulo de incidencia de la luz no esté dentro de ese rango óptimo.

    Las torres en la estructura de las células solares del GTRI son de unas 100 micras de alto, 40 de ancho y 40 de fondo, separadas entre sí a una distancia de 50 micras, y se las hace “crecer” a partir de conjuntos que contienen millones de nanotubos de carbono alineados verticalmente.

    Las células solares 3-D fueron desarrolladas en el laboratorio de Jud Ready, del GTRI.

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Georgia Institute of Technology