La eficiencia de los paneles solares estaba limitada al 25%. ¿Llega una nueva era?
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El límite Shockley-Queisser

La eficiencia de los paneles solares estaba limitada al 25%. ¿Llega una nueva era?

Un fenómeno cuántico desconocido (hasta ahora) es lo que nos impide aprovechar (todo) el sol para generar electricidad, llevando la eficiencia de los paneles al 40%

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Foto: EFE

"La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma". El famoso primer principio de la termodinámica, llamado también la 'ley de la conservación' de la energía, nos dice que esta no aparece por arte de magia. Toda la electricidad que consumimos no es sino una transformación de energía que ya existía antes. En el caso del petróleo es muy simple: contiene grandes cantidades de energía química que gracias a una gran cantidad de artilugios de ingeniería y química somos capaces de convertir en electricidad. Otro caso más complicado, por ejemplo, es la electricidad que se genera en una central hidroeléctrica, que en realidad solo aprovecha la energía cedida por el sol, que es capaz de poner en movimiento el ciclo del agua, por lo que la verdadera fuente de energía es el hidrógeno de nuestra estrella fusionándose.

Por desgracia, por medio tiene que meterse el segundo principio de la termodinámica, que (aunque existen varios enunciados) hace referencia a que es imposible convertir el 100% de una forma de energía en otra. Dicho de otro modo, con cada conversión, la energía pierde calidad (y nosotros tenemos menos capacidades de aprovecharla). Esto significa que la eficiencia energética, en ningún caso, va a ser absoluta. Esto es de especial relevancia pues, si decimos que la eficiencia máxima teórica de los paneles fotovoltaicos (en los que la luz solar es capaz de generar una corriente eléctrica directamente), conocida como el límite Shockley-Queisser, está situada en el 25% de la energía que recibe el panel, solo una cuarta parte de la luz que llega a una placa solar se convierte en electricidad.

Nuestro descubrimiento nos permite ver dónde va esa energía. Sabiendo esto podemos aumentar la eficiencia de los paneles solares"

Tampoco es una noticia tan terrible si tenemos en cuenta que esa energía iba a ser desaprovechada de otro modo, solo siendo reflejada por la tierra (o absorbida por la atmósfera, aumentando el calentamiento global). Pero si nos encontramos en entornos urbanos, en los que el espacio es un bien tan (o más) importante que el agua, se trata de un desaprovechamiento sustancial.

placeholder Yuttapoom Puttisong, el autor principal del estudio. (Thor Balkhed)
Yuttapoom Puttisong, el autor principal del estudio. (Thor Balkhed)

El problema es que, de todos los 'paquetes' de energía (los fotones) que llegan a los paneles fotovoltaicos la mayor parte de ellos o tiene demasiada energía o muy poca como para ser aprovechados. Por suerte para nosotros, esto podría cambiar inminentemente con el descubrimiento que ha realizado el investigador Yuttapoom Puttisong y el resto de su equipo de la Universidad de Linköping, en Suecia, junto con los investigadores españoles David Casanova y María E. Sandoval Salinas, y que han publicado en la revista 'Cell Reports Physical Science'.

En su trabajo científico, Yuttapoom explica por qué un fenómeno llamado 'fisión de singletes', que podría permitirnos usar los fotones de mayor energía para generar electricidad sin que esa mencionada energía se transformara en calor, tiene un comportamiento desconocido que hace que existan pérdidas energéticas severas.

Foto: Parque fotovoltaico en Extremadura. EFE

"La fisión de singletes ocurre en menos de un nanosegundo, y esto hace que sea extraordinariamente difícil de medir y observar. Nuestro descubrimiento nos permite, al fin, ver dónde va esa energía durante la reacción. Gracias a esto seremos capaces de optimizar los materiales con los que se fabrican los paneles solares para aumentar sustancialmente su eficiencia", explica Yuttapooom Puttisong.

Este descubrimiento que explica que la energía es disipada en un 'estado brillante intermedio' podría ser fundamental para aumentar la eficiencia de las placas solares hasta el 40%, según explican los investigadores. Eso significaría que por cada metro cuadrado obtendríamos un 160% de la energía actual, una auténtica barbaridad.

Pero este, además de ser un descubrimiento científico, es también la muestra de que la inversión en investigación, ya sea en universidades, entidades públicas (como el CSIC) o privadas, resulta en un beneficio para nosotros.

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