Los paneles solares ferroeléctricos, una alternativa más económica y sostenible

En la actualidad, la mayoría de los paneles solares están basados en el silicio. Un material que necesita grandes cantidades de energía y que además se acompaña de otros componentes altamente contaminantes como el cadmio, el arsénico y el tetracloruro de silicio. Ahora un grupo de investigadores alemanes están trabajando en una alternativa más sostenible que permitirá producir paneles con componentes menos complejos, lo que dará además como resultado un producto más económico. Los paneles ferroeléctricos.

Y es que aunque todo el mundo coincide en que la energía solar es una de las claves de un futuro energético sostenible, el problema es que para llegar a el harán falta muchos recursos. Por ejemplo, para producir un solo panel solar se necesitan unos 250 kWh de energía, además de materiales contaminantes y difíciles de reciclar. Algo que urge buscar una alternativa.

Los paneles solares ferroeléctricos utilizan metales de baja toxicidad, fáciles de reciclar y abundantes. Esto no solo significa que no tienen el problema de los desechos tóxicos de los paneles de silicio, sino que también significa que su coste es menor.

Este ahorro de se ve mejorado por el hecho de que requieren mucha menos energía para producir, lo que hace que el coste por panel y, por lo tanto, el coste por kWh, sea mucho menor. A esto sumar también que las emisiones y el impacto ambiental general por kWh también son mucho menores.

Entonces ¿Por qué no nos lanzamos de cabeza a por los paneles ferroeléctricos?

La respuesta está en la baja eficiencia de este tipo de tecnología. Mientras que nuestros paneles actuales funcionan con una eficiencia útil en torno al 15%, los paneles ferroeléctricos tienden a tener una eficiencia de alrededor del 0,015 %, unas mil veces menos.

Esto supondría que una granja solar de capaz de producir 5 MW de potencia con paneles de silicio, pasaría a apenas 5 kW en caso de sustituir todos los paneles con placas ferroeléctricas.

Pero esto puede estar cerca de cambiar ya que un grupo de científicos alemanes han dado con la clave de la mejora de la eficiencia con un nuevo tipo de panel ferroeléctrico formado por una red de tres materiales ferroeléctricos diferentes: titanato de bario, titanato de calcio y titanato de estroncio. La idea es que estos materiales juntos absorban mucha más luz que por sí solos y aumenten la potencia de salida del panel.

A diferencia del silicio, los cristales ferroeléctricos no requieren la llamada unión PN para crear el efecto fotovoltaico, es decir, no hay capas dopadas positiva y negativamente, lo que facilita mucho la producción de módulos solares.

Sin embargo, el titanato de bario puro no absorbe mucha luz solar y genera una fotocorriente comparativamente baja, pero al experimentar con las diferentes combinaciones de materiales, se descubrió que la combinación de capas extremadamente finas de diferentes materiales aumenta significativamente el rendimiento.

La sorpresa llegó cuando en las primeras pruebas descubrieron cuanto. Y es que los primeros prototipos lograron aumentar la eficiencia en 1.000 veces respecto a los paneles ferroeléctricos anteriores, poniéndolo a la par con los paneles de silicio modernos.

Además, han logrado también mantener una buena tasa de vida útil, y la eficiencia se ha mantenido estable durante seis meses. Algo que hace que los investigadores alberguen grandes esperanzas en poder desarrollar soluciones comerciales que revolucionen el sector fotovoltaico.

Vía | Medium