Investigadores de la Universidad alemana Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) han desarrollado un nuevo método para aumentar la eficiencia de las células solares en un factor de 1,000. Este avance se logró mediante la creación de capas cristalinas de titanato de bario, titanato de estroncio y titanato de calcio, que se colocaron alternativamente una sobre otra en una estructura de rejilla.

¿Cómo funciona?

Las células solares convencionales, mayormente basadas en silicio, tienen una eficiencia limitada, lo que ha llevado a los investigadores a explorar nuevos materiales, como los ferroeléctricos como el titanato de bario. Estos materiales tienen cargas positivas y negativas separadas espacialmente, lo que genera una estructura asimétrica que produce electricidad a partir de la luz. A diferencia del silicio, los cristales ferroeléctricos no requieren una unión pn para crear el efecto fotovoltaico, lo que facilita la producción de paneles solares.

El estudio detallado

Los investigadores descubrieron que al combinar capas extremadamente delgadas de diferentes materiales, se aumentaba significativamente el rendimiento de energía solar. Al alternar un material ferroeléctrico con dos materiales paraeléctricos diferentes, el efecto fotovoltaico se potenciaba enormemente.

Resultados sorprendentes

Los resultados del estudio fueron sorprendentes: comparado con el titanato de bario puro de un grosor similar, el flujo de corriente era hasta 1,000 veces más fuerte, a pesar de que la proporción de titanato de bario como componente fotoeléctrico principal se redujo en casi dos tercios. Esto indica que la interacción entre las capas de la estructura de la red cristalina lleva a una mayor permitividad, permitiendo que los electrones fluyan más fácilmente debido a la excitación por los fotones de luz.

Reflexiones finales y splicaciones futuras

Este descubrimiento tiene implicaciones de largo alcance para la industria solar. Los paneles solares fabricados con este nuevo material serían significativamente más eficientes y más baratos de producir que las células solares basadas en silicio. Además, requerirían menos espacio para generar la misma cantidad de electricidad, lo que los hace ideales para su uso en áreas urbanas donde el espacio es limitado.