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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