Células solares más eficientes aplicando leyes evolutivas

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Este post tiene que ver con un avance en la investigación de celdas solares orgánicas. Los científicos se han propuesto «hacer sombra» a las convencionales (y caras) células monocristalinas de silicio. Recordemos que una celda orgánica utiliza materiales orgánicos que absorben la luz solar para convertirla en electricidad. Pues bien, en la Universidad Northwestern (EE.UU.) emplearon un algoritmo matemático para mejorar estas celdas.  Dicho algoritmo estaba basado en la evolución natural. Se buscaba el patrón geométrico óptimo que mantuviera el mayor tiempo posible la luz atrapada en las células solares orgánicas.

patrón de captura de luz de celdas solres orgánicas

Los datos sobre esta eficiente estructura, inspirada en leyes evolutivas, fueron publicados en la revista científica Nature. Ahí se describen las ventajas de un diseño más eficiente y barato de células solares. Dicho modelo tiene mayor espesor en la capa de polímero, para conseguir que la luz quede atrapada por más tiempo. Este incremento triplica el límite Yablonovitch. Ese límite no es otra cosa que la barrera termodinámica establecida en la década de los ochenta. Describe el tiempo que un fotón puede permanecer en un semiconductor.

Debido a la cantidad de posibilidades existentes, los investigadores decidieron buscar en las leyes que rigen la selección natural. Analizaron varios diseños (en más de 20 generaciones), y tuvieron en cuenta los principios evolutivos de cruce y mutación genética. Ese algoritmo funciona de la siguiente manera: se aplican un conjunto de reglas que definan los efectos deseados; luego los patrones con los mejores resultados se combinan (mutan) para producir una nueva generación. Repitiendo este proceso, se van consiguiendo patrones geométricos más eficientes.

Más información en Phys.org.

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