Los paneles solares más eficientes del mundo están hechos de cobre

El panel solar de tamaño comercial más eficiente del mundo es de cobre y lo produce la compañía australiana Sundrive Solar. Así lo ha certificado el Institute for Solar Energy Research in Hamelin (ISFH), una ONG alemana que ha llevado a cabo pruebas de manera independiente y que ha concluido que su eficacia es de 25,54%.

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Pese a que hay muchos materiales que prometen aumentar la eficiencia de los paneles solares, el 95% de los que se instalaron en 2020 utilizan células de silicio. Lo habitual es que estas células usen plata como conductor, un metal nada barato y difícil de encontrar que aun así se ha convertido en el estándar en esta industria.

Por eso es buena noticia que un panel solar que utiliza cobre en lugar de plata sea el más eficiente del mundo. El uso de este metal —mucho más abundante y casi 100 veces más barato que la plata— puede abrir la puerta a la fabricación de paneles solares más económicos y sostenibles.

"Para limitar el calentamiento global, tendremos que instalar muchos teravatios de paneles solares", asegura Alison Lennon, profesora de la Universidad de Nueva Gales del Sur y asesora de SunDrive. "Esto requerirá mucho metal. La plata es un recurso limitado y, a medida que vaya escaseando, su precio subirá, por lo que el coste de producción de los módulos solares también aumentará”.

Según Lennon, la extracción de plata a partir de minerales de menor calidad también produce más emisiones, mientras que el cobre es un recurso mucho más disponible, más barato y más fácil de reciclar. “El metal de los módulos solares recubiertos de cobre será más fácil de recuperar de los módulos viejos y, por tanto, podrá reciclarse más fácilmente en el futuro. Esto ayuda enormemente desde el punto de vista de la sostenibilidad", sostiene Lennon.

Los paneles solares de SunDrive —una compañía fundada por dos antiguos investigadores de la University of New South Wales en Sydney, Australia— superan a los de la compañía china Longi que ostentaba hasta ahora el récord con un 25,26% de eficacia gracias a sus módulos solares monocristalinos.

"Mucha gente, incluida yo misma, ha pasado muchos años intentando demostrar que el cobre es una alternativa a la plata económicamente viable y sostenible", afirma Lennon. "Nunca hemos sido capaces de convencer del todo a la industria, pero eso es lo que ha hecho Sundrive con este récord mundial. Creo que podría ser un auténtico revulsivo para el sector. Habrá mucho interés en saber cómo se ha conseguido".

El límite de eficacia de las células fotoeléctricas

Con la tecnología que estamos usando actualmente los paneles solares comerciales nunca podrán llegar a tener una eficiencia del 100%. Como mucho podrían llegar al 29%, según los estudios realizados por los físicos William Shockley y Hans Queisser en 1961.

Factores como las propias leyes de la termodinámica, el material del que están hechas estas células, su número de capas o cómo incide el sol sobre ellas hace que se vaya perdiendo energía en el proceso. Así que si queremos aprovechar el máximo de energía solar posible nos vamos a tener que encomendar a nuestros investigadores.

Hay estudios que indican que ese límite podría aumentar dramáticamente con métodos como el emparejamiento de células o aumentando su número de capas. Teóricamente, un sistema de células fotoeléctricas en tándem podría llegar como máximo al 86% de eficiencia si se pudieran construir capas infinitas y se contara con la mayor concentración de luz solar posible.

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Por otro lado un grupo de investigadores de la Universidad de Toronto, en Canadá, ha diseñado nuevas arquitecturas de cristales fotónicos de silicio que en simulaciones numéricas han conseguido una eficiencia del 31%.

Otro equipo, en este caso de la Universidad Martín Lutero, en Alemania, ha desarrollado un nuevo método que sustituye el silicio por cristales ferroeléctricos. Este material junto a la perovskita puede abrir la puerta a una nueva generación de paneles solares más ligeros, eficientes y duraderos.