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IBM explora celdas solares más baratas

[11/02/2010] IBM ha encontrado lo que pretende ser una forma menos costosa de construir celdas solares.

Los investigadores de la compañía han creado un prototipo de celdas fotovoltaicas a partir de materiales comunes; sin embargo, las celdas pueden competir con la eficiencia de conversión de energía de las celdas solares disponibles en el mercado, que son construidas a partir de materiales más raros y más caros, según comunicaron.
La revista científica Advanced Materials publicó un texto sobre la marcha de este trabajo en la edición de esta semana.
El prototipo de celdas solares demostró una eficiencia de conversión de energía del 9,6%, lo que significa un 40% de ganancia en eficiencia, en comparación con las celdas solares construidas por otros que utilizaron materiales disponibles del mismo tipo o similares, precisó David Mitzi, quien dirige el equipo de investigación de IBM Research.
En este caso, la eficiencia de conversión de energía se define como el porcentaje de energía de radiación solar que se convierte en una carga eléctrica a través del efecto fotovoltaico.
En general, el sol irradia 2,6 gigavatios de energía por kilómetro cuadrado a la Tierra, según lo estimado por la firma de investigación WinterGreen Research. Sin embargo, según IBM, las celdas solares contribuyen en menos de 0,01% del suministro de energía del mundo.
Parte del desafío es producir celdas de colección de energía solar de bajo costo para competir con otros medios de producción de energía, sostiene Mitzi. Hay dos maneras de hacerlo: reducir los costos de las celdas o mejorar la eficiencia de la conversión de energía.
Hoy en día, las celdas solares comerciales han sido capaces de lograr una eficiencia de conversión de energía de alrededor de 9% a 11%, aunque están basadas en elementos raros y caros tales como el telurio y el indio.
El trabajo de IBM es seguir investigando para usar materiales encontrados comúnmente para construir celdas fotovoltaicas; es decir, una combinación de cobre, estaño, zinc y azufre o selenio. Hasta la fecha, las células construidas a partir de estos materiales han logrado una tasa de solo 6,7% de eficiencia.
Los investigadores utilizaron el método de capa fina para construir las celdas. Por lo general, este método implica la creación de una solución mediante la disolución de todos los elementos de hidracina. La solución se aplica luego a un sustrato y se calienta, permitiendo que se forme una película.
El desafío de este método es que el zinc no es soluble con hidracina. Pero los investigadores pusieron de todos modos partículas de zinc en la solución. El resultado fue un mejor método, de hecho, debido a que las partículas de zinc actúan como un calmante para el estrés de la película durante el proceso de depósito, permitiendo una película más gruesa que se hace en un ciclo de deposición sin agrietamiento o desprendimiento.
Otro ahorro de costos para este trabajo es que utiliza un proceso de fabricación que puede ser duplicado más fácilmente que otros en los entornos de producción.
La mayoría de técnicas de producción actual utilizan un método basado en el vacío, mientras que estos investigadores utilizaron un proceso de fabricación basado en deposición, no muy diferente del proceso utilizado para crear los microprocesadores. Usted puede crear muchas celdas en serie en un sustrato simple, así que este es un enfoque muy valioso para lograr bajos costos y grandes áreas para arrays, indicó Mitzi.
La investigación es básica en este punto y serán necesarias otras mejoras para llevar la técnica a nivel de producción, señaló Mitzi. Los investigadores esperan perfeccionar el proceso para alcanzar mayores niveles de eficiencia, tal vez un nivel tan alto como 12%.
La propia IBM no tiene planes de entrar en el negocio de la fabricación de celdas solares. Planea patentar las innovaciones y otorgar licencias de derechos a otras empresas, agregó Mitzi.
Joab Jackson, IDG News Service