Un nuevo proceso ofrece paneles solares capaces de competir en rendimiento con el petróleo

Aunque los paneles solares generan una energía limpia y renovable, por el momento no pueden competir con los combustibles fósiles debido a su baja eficiencia (alrededor del 20% de la energía que reciben) y alto coste de producción.

Pero esto podría cambiar en breve, si la tecnología propuesta por Nick Melosh, profesor adjunto de ingeniería de materiales de la universidad de Stanford, consigue su objetivo.

La producción de energía a partir del sol se realiza actualmente de dos formas diferentes e incompatibles: mediante paneles solares que convierten una parte del espectro de luz visible en electricidad gracias al efecto fotovoltáico, o bien con concentradores solares que aprovechan las altas temperaturas conseguidas para generar electricidad por métodos convencionales.

La razón que hasta ahora haya sido imposible combinar ambas tecnologías es que las células fotoeléctricas pierden eficiencia al aumentar la temperatura; a 100 °C prácticamente han dejado de funcionar; los concentradores solares, por otro lado, necesitan altas temperaturas y superan de forma habitual los 800 °C.

Lo que Melosh y su equipo han descubierto es que, al cubrir un fragmento de material semiconductor con una delgada capa de cesio metálico, se genera electricidad por un proceso, llamado "emisión termoiónica mejorada de fotones", o PETE, que no es el fotovoltáico pero se comporta de forma similar; y con la ventaja añadida de que su rendimiento es mejor cuando mayor la temperatura; de hecho, el proceso no es eficiente hasta alcanzar al menos los 200 °C.

Por tanto, esta tecnología no es apta para los paneles solares de los tejados; sus propiedades se adaptan mejor a las grandes granjas solares. De hecho, las células basadas en PETE podrían aprovechar la energía solar y conseguir una eficiencia del 50%, y pasar el exceso de calor hacia los conversores térmicos, aumentando el rendimiento total hasta el 55 a 60%, el triple de los sistemas actuales.

Incluso sin alcanzar tales valores, con un simple aumento del 10% ya estaría en condiciones de competir con el petróleo; como ventaja adicional, la tecnología PETE requiere cantidades limitadas de material semiconductor, lo cual abarata los costes. Por el momento las pruebas se han hecho con nitruro de galio, que no da los resultados deseados pero sí soporta las altas temperaturas requeridas; el siguiente paso es conseguir que funcione con un semiconductor mucho más adecuado, como el arseniuro de galio, aunque ya se buscan otras alternativas.