Descubren que el grafeno puede convertir los fotones recibidos en electrones excitados con gran eficiencia.

Barcelona. (Efe).- Una investigación del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona ha descubierto una nueva propiedad del grafeno: su gran eficiencia en convertir la energía de la luz en electrones y por tanto en corriente eléctrica, lo que supone una revolución en el campo de la energía fotovoltaica.

Los científicos del ICFO, un centro dependiente de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) que tiene su sede en Castelldefels (Barcelona), consideran que este hallazgo supondrá una revolución en el campo de la tecnología y la energía solar durante este siglo, comparable a lo supuso la fabricación del plástico en el siglo XX.

La investigación del ICFO, que ha publicado la revista Nature Physics y en la que ha colaborado el Massachussets Institute of Techology de Estados Unidos, el Max Planck Institute for Polymer Research de Alemania y Graphenea S.L. de San Sebastián, ha demostrado que el grafeno es capaz de convertir un fotón absorbido en múltiples electrones que pueden conducir corriente eléctrica (electrones excitados).

Este prometedor descubrimiento convierte el grafeno, una sustancia formada por carbono puro, en una importante alternativa para la tecnología de energía solar, actualmente basada en semiconductores convencionales como el silicio.

“En la mayoría de los materiales, un fotón absorbido genera un solo electrón, pero en el caso del grafeno hemos visto que un fotón absorbido es capaz de producir muchos electrones excitados, y por lo tanto una señal eléctrica mayor”, ha explicado Frank Koppens, líder del grupo de la investigación en ICFO.

Según Koppens, esta característica hace del grafeno el material ideal para la construcción de cualquier dispositivo que quiera convertir la luz en electricidad. En particular, permite la producción de potenciales células solares y detectores de luz que absorban la energía del sol con pérdidas mucho menores.

El experimento ha consistido en mandar un número conocido de fotones a diferentes energías sobre una capa fina de grafeno. “Hemos visto que los fotones de alta energía (por ejemplo, los de color violeta) inducen un mayor número de electrones excitados que los fotones de baja energía (por ejemplo, los infrarrojos)”, ha explicado Klass-Jan Tielrooij, investigador del ICFO que ha realizado el experimento.

“En ambos casos siempre era igual o superior al número de fotones mandado. Esta relación nos muestra que el grafeno convierte la luz en electricidad con una eficiencia muy alta. Hasta ahora se especulaba que el grafeno tenía un gran potencial para convertir luz en electricidad, pero ahora hemos visto que es incluso mejor de lo esperado”, ha añadido.

“Nuestro próximo reto será encontrar formas para extraer la corriente eléctrica y mejorar la absorción del grafeno. Entonces seremos capaces de diseñar dispositivos de grafeno que detectan la luz de manera más eficiente, dando paso a células solares más eficientes”, ha concluido Koppens.

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Paneles solares ultrafinos y de bajo coste creados gracias a un acelerador de iones de hidrógeno.

Twin Creek, una pequeña empresa de energía solar que acaba de hacerse famosa, ha desarrollado un método para crear celdas fotovoltaicas a mitad del precio de las más baratas fabricadas hoy en día, y por lo tanto acercándose al objetivo de desafiar la hegemonía de los combustibles fósiles en la generación de energía eléctrica.

Lo más destacable de su método de fabricación: las celdas foltovoltaicas se crean usando un acelerador de partículas.

En la actualidad, prácticamente la totalidad de paneles solares se fabrican cortando rebanadas de silicio de 200 micras de grosor a partir de un bloque de silicio cristalino.

Posteriormente se añaden algunos electrodos, se recubre con un cristal protector, y se deja en un área soleada para generar electricidad mediante el efecto fotoeléctrico (cuando los fotones golpean el silicio, excitan los electrones y generan una carga que se recoge en los electrodos)

Existen 2 pegas esenciales con este sistema de fabricación: primera, al igual que se produce mucho serrín cuando cortas con una sierra rebanadas de un bloque de madera, casi la mitad del bloque de silicio se echa a perder cuando se cortan las rebanadas de 200 micras; segundo inconveniente, los paneles solares podrían funcionar igual de bien aunque fueran mucho más finos que de 200 micras, pero el silicio es frágil y propenso a fracturarse si es cortado muy fino.

Twin Creeks flexible solar panel

Aquí es donde el cañón de iones de Twin Creeks, apodado Hyperion, entra en escena.

En la imagen se puede apreciar como obleas de silicio de 3 mm de grosor se colocan en el borde exterior de una gran rueda con radios. Un acelerador de partículas bombardea estas obleas con iones de hidrógeno, y con un control exacto del voltaje del acelerador, los iones de hidrógeno se acumulan precisamente a 20 micras de la superficie de cada oblea. Un brazo robótico transporta las obleas a un horno, done los iones se expanden en forma de gas hidrógeno, lo que causa que una lámina de 20 micras de espesor se desprenda de la oblea. Se aplica un recubrimiento metalico en la cara posterior para hacer la oblea menos frágil (y de hecho la hace altamente flexible, como puede apreciarse en la imagen) y el resto de la oblea de silicio se devuelve al acelerador de partículas para recibir otra dosis de iones. Con un espesor de oblea 10 veces menor, y con un desperdicio de material también considerablemente menor, es fácil comprender como Twin Creeks es capaz de reducir a la mitad el coste de las celdas solares.

De acuerdo con Technology Review, utilizar haces de iones para este fin era una posibilidad que ya había sido considerada con anterioridad, pero los aceleradores de partículas simplemente resultaban demasiado caros para lograr la viabilidad comercial del método. Este es el salto esencial de la innovación de Twin Creeks: Tuvo que desarrollar su propio acelerador de partículas que es “10 veces más potente” (100 mA a un 1MeV) que cualquiera disponible en el mercado hoy en día.

Twin Creeks promete un coste de alrededor de 40 céntimos de dólar por watio con su método de fabricación, prácticamente la mitad del coste de los paneles que se fabrican actualmente en China (donde se fabrica la gran mayoría de paneles solares). A ese precio, la energía solar empieza a introducirse de manera competitiva en el marcado de generación de energía eléctrica, hoy en día mayoritariamente dominado por los combustibles fósiles. Por supuesto, todavía hace falta crear baterías que puedan almacenar esta energía eléctrica para suministrarla durante la noche. Puede que Standford tenga la respuesta con sus nanobaterías sin envejecimiento, o la Universidad de Norwestern con sus baterías de ion litio dopadas con grafeno, o los coches elétricos como el Nissan Leaf, que podrían actuar como grandes baterías de los hogares.

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El congreso español aprueba una proposición no de ley para fomentar el autoconsumo

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General Electric desarrolla un panel solar de película delgada con un 12.8% de eficiencia.

General Electric ha desarrollado un panel solar de película delgada más eficiente del momento, con casi un 13 por ciento. Fabricado en teluro de cadmio, la tecnología solar más asequible del mercado, se producirá de manera industrial en la central más grande de Estados Unidos, donde se invertirán 600 millones de dólares.

Se trata de la mayor eficiencia para equipos de película delgada de teluro de cadmio (CdTe) jamás anunciada y mejorará sustancialmente la capacidad de generación de energía solar de estos paneles.  Aunque pueda parecer que el crecimiento de la eficiencia no es importante, un incremento del 1% en la eficiencia equivale a un descenso de aproximadamente el 10% en los costes de los sistemas.
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Mejoran la eficiencia de paneles solares con nanotubos de carbono mediante el uso de virus

Investigadores del MIT han conseguido mejorar un 30% la eficiencia de paneles solares con nanotubos de carbono mediante el uso de virus modificados genéticamente, pasando del 8% al 10.6%.

La acción de los virus permite una ordenación más eficiente de la estructura de nanotubos.

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Google invertirá 168 millones de dólares en la torre solar más grande del mundo.

Esta planta se instalará en el desierto de Mojave.

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Investigadores del MIT crean paneles solares de efecto termoeléctrico mucho más eficientes que los existentes hasta la fecha.

Hasta 8 veces más eficientes que otros paneles termoeléctricos existentes, llegando a una eficiencia del 4.6%. Además los creadores aseveran que son más baratos de producir que los fotovoltaicos.

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A pesar de la bajada de las primas (un 70% en 2 años y medio), se sigue instalando fotovoltaica en España.

Ante esta situación algunos defienden que la bajada de costes de las instalaciones debe haber sido del mismo orden para que los proyectos sigan siendo rentables.

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Se facilitarán los trámites para las instalaciones fotovoltaicas de autoconsumo en España.

Se ha publicado el borrador del proyecto de Real Decreto de Instalaciones de pequeña potencia que el Ministerio de Industria ha remitido a la CNE para su evaluación correspondiente. Constituye el objeto de este Real Decreto el establecimiento de las condiciones administrativas y técnicas básicas para la conexión de las instalaciones dentro del ámbito del presente real decreto.

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Aumentan un 80% la eficiencia de los paneles fotovoltaicos mediante nanoconos.

Investigadores del Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL), han conseguido incrementar la eficiencia de conversión de luz a potencia de la energía fotovoltaica en casi un 80%, mediante estructuras de nanoconos. La nueva estructura solar se compone de nanoconos tipo n hechos de óxido de zinc, rodeados de un semiconductor de tipo p de teluro de cadmio policristalino que sirve como medio de absorción de los fotones primarios.

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