Para captar la energía solar existen las llamadas celdas fotovoltaicas, que desgraciadamente son de alto costo y de baja eficiencia. Más aún, en regiones de climas templados o de cielos nublados, para llegar a satisfacer la necesidad energética se necesita llegar a cubrir con ellas enormes superficies, lo que las hace muy poco factibles (Energía solar para necesidades de electricidad).

Pero para otros, estas críticas podrían resolverse, dados los avances tecnológicos ya logrados. Actualmente las celdas convencionales se construyen en cajas planas que contienen una sola capa de un semiconductor absorbente. Con ello se consigue un escuálido 10% de conversión de irradiación solar a energía eléctrica. Pero ya se ha logrado construir celdas delgadas, flexibles y versátiles, que no son de un solo plano, sino de una superficie tridimensional, construida a una “nano” escala, que permite maximizar la cantidad de luz absorbida (Nano Research, vol.2, p. 829, 2010).

No están construidas en un solo plano que absorbe la luz solar, sino en un film que permite una arquitectura tridimensional, con lo que se maximiza la cantidad de luz solar absorbida. Se trata de un verdadero bosque de nano árboles, en la que la luz queda atrapada rebotando entre los troncos, con lo que se incrementa notablemente la absorción luminosa (ver figura).

Pero no basta la absorción: la luz tiene que convertirse en trasportadores cargados, como son los electrones, para poder extraerlos de la maraña y con ellos alimentar la grilla. Es aquí donde la estructura de los nano alambres son cruciales. Cualquier imperfección forma “baches” en los que caen los electrones entorpeciendo sus movimientos con lo que finalmente disminuye la eficiencia. Desgraciadamente el Silicon de las células normales, es particularmente propenso a imperfecciones. Para la solución de estos problemas se está buscando y ensayando nuevos materiales. En ello están trabajando varios grupos de investigadores. (Harry Atwanter et al. Nature Materials vol.9, p 239, 2010. John Rogers, Nature Materials, vol 7, p.907, 2010 y Nature Materials, vol 9, p 205, 2010).


Se requieren nuevos materiales

Desde el momento en que se fabricó por primera vez una celda fotovoltaica (1954), paulatinamente se ha ido incrementando su eficiencia en la medida que se ha podido ir descubriendo diversos materiales masa apropiados. Sin embargo, inevitablemente esta estrategia, que ha permitido ir mejorando la eficiencia, también ha ido incrementando los costos. A menudo los nuevos materiales que se han ido utilizando han sido escasos (contenidos en las llamadas Tierras Raras). El tellurium, indium, gallium y selenium entre ellos. Por esta razón, cualquier nueva tecnología que reduzca la cantidad de material utilizado para captar el poder del sol, es obviamente bien recibido. Al bajar los costos hace que la tecnología sea más accesible a las economías en desarrollo, muchas de las cuales tienen abundante luz solar, pero escaso dinero.

Todas estas nuevas tecnologías que ya se han comenzado a implementar en aplicaciones reales, son bien venidas. En forma muy práctica, la investigación de las nuevas celdas solares están considerando tanto los costos, como la eficiencia y la flexibilidad. Es de esperar que continúen prosperando hasta a llegar a silenciar a los críticos.


Ver artículo titulado: Soft Cell. New Scientist, 10 abril, p32, 2010