Martinez 2013ah

Destaquem

Caltech

ARPA

MIT Technology Review

Avui dia, els panells solars que es troben al mercat solen consistir en cèl·lules fotovoltaiques fetes d'un únic material semiconductor (silici, arsenur de gal·li (GaAs)...) que només és capaç d'absorbir una fracció molt estreta de l'espectre solar, de manera que la resta de l'energia de la llum es dispersa en forma de calor. Per aquesta raó, els panells tradicionals ofereixen un rendiment normalment inferior al 20% pel que fa a la producció d'electricitat. L'augment del rendiment dels panells fins a un mínim del 50% és possible, segons l'equip del Caltech que lidera el professor Harry Atwater, gràcies als avenços en la nanomanipulació de la llum, utilitzant un disseny capaç de descompondre la llum solar, a la manera d'un prisma, en un mínim de sis longituds d'ona: cada color, llavors, és redirigit cap a una cèl·lula fotovoltaica fabricada amb un material capaç d'absorbir-lo. El sistema implica l'abandonament de l'arquitectura de superposició de semiconductors, amb les corresponents juncions i les pèrdues d'energia entre capa i capa, i s'inclina per una arquitectura paral·lela.

Els investigadors del Caltech treballen en tres possibles dissenys de sistemes capaços de separar les diferents longituds d'ona de la llum, entre els quals hi ha nanofiltres òptics que poden tamisar la llum provinent de tots els angles i hologrames que descomponen la llum. El principi, però, és sempre el mateix: combinar cèl·lules solars convencionals amb tècniques òptiques per tal de captar de manera eficient tot l'espectre solar i permetre que no se'n perdi tanta energia.

De moment, en l'únic dels sistemes per al qual s'ha construït un prototip, la llum solar és rebuda per un acanalament metàl·lic reflector i dirigida en un angle específic cap a una estructura de material aïllant transparent, recoberta de múltiples cèl·lules solars, cadascuna constituïda per sis o vuit semiconductors diferents –tot i que Atwater ha arribat a proposar d'instal·lar-ne fins a quinze–. Un cop la llum arriba al material, troba un seguit de filtres òptics molt fins, cadascun dels quals permet només a un color de l'espectre que passi i il·lumini la cèl·lula específica que el pot absorbir. La resta de colors són reflectits cap a altres filtres dissenyats per deixar-los passar.

Detall del funcionament de les cèl·lules fotovoltaiques.

El projecte del Caltech ha rebut una aportació de 2,4 milions de dòlars de l'Agència de Projectes de Recerca Avançada (ARPA) del Govern dels Estats Units.

• 9. Canvi climàtic i energia.     
• • [/ca/01_departament/04_actuacions_i_obres/05_actuacions_dr_d_i/04_pla_de_recerca_i_innovacio_2010-2013/eixos_tematics_de_medi_ambient/9_canvi_climatic_i_energia/9_1/ 9.1. Mitigació.]

Redactat per: Alfonso Martínez Jaume