Un experiment obre la porta a superar el límit teòric d'eficiència de les plaques solars

Aconsegueixen alliberar dos electrons per cada fotó que arriba a la superfície de silici. Fins ara només se'n podia alliberar un, cosa que posava fre a la generació d'electricitat fent servir la llum
Macrocentral d'energia solar a Crimea (Rússia) | Activ Solar

Les cèl·lules solars de silici, les més utilitzades actualment, tenen un límit d'eficiència ben conegut i que, si més no en part, es basa en el fet que cada fotó, la partícula electromagnètica que forma la llum, només pot arrencar un electró de la superfície on impacta. Encara que dugui energia per arrencar-ne diversos, només ho aconsegueix amb un. Almenys, fins ara. En un experiment que podria suposar el principi d'una revolució en la generació d'energia fotovoltaica, un equip de químics i enginyers de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) ha anunciat la descoberta d'un mètode que permet que fotons d'alta energia impactin contra el silici alliberant dos electrons, obrint la porta al disseny de noves cèl·lules solars que superin la seva eficiència màxima teòrica, situada en un 29,1%, en uns quants enters.

 

El principi en què es basa aquesta nova tecnologia fa desenes d'anys que es coneix i, a més, va ser demostrat fa sis anys per alguns dels membres d'aquest mateix equip del MIT. Convertir aquesta idea, per demostrada que estés, en una cèl·lula solar de silici plenament operativa va requerir anys de feina. La primera demostració havia deixat clar que la idea podia funcionar però faltava dur-la a la pràctica en una cèl·lula de silici, ja que l'experiment anterior s'havia fet amb una cèl·lula fotovoltaica orgànica, menys eficient. El pas d'una a l'altra, però, va resultar força complicat. De fet, el procés sencer que ha dut fins a la demostració pràctica que és possible que cada fotó alliberi dos electrons en una cèl·lula de silici ha estat un procés que ha durat quaranta anys. Finalment, però, s'ha pogut fer, duplicant la quantitat d'energia que s'aprofita de les bandes blava i verda de l'espectre de la llum del sol. Així, el límit teòric de l'eficiència de les cèl·lules de silici podria augmentar fins al 35%.

Perovskita
Una cèl·lula solar de perovskita | Rob Felt - Georgia Tech

 

Les cèl·lules de silici actuals, però, encara no s'han perfeccionat prou com per arribar al seu límit teòric, com tampoc no ho fa la que ha estat creada per a aquest experiment. El mètode ideat pels experts del MIT, a més, podria combinar-se amb els darrers avenços en materials per a la fabricació de cèl·lules solars, com ara el desenvolupament, molt prometedor, de la perovskita, que ha fet grans avenços i que no només és cada cop més barata i té una versatilitat més gran sinó que, a més, té un límit d'eficiència teòric del 45%. Combinar totes dues tecnologies podria suposar anys de treball però, almenys sobre el paper, podria dur la generació d'energia gràcies a la llum del sol a uns nivells que, fins fa ben poc, només podíem somiar.