Física cuántica, fotosíntesis, y celdas solares

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Utilizando la fotosíntesis y la física cuántica, unos científicos creen haber encontrado una «celda fotovoltaica cuántica» que es más eficiente.

Las plantas aprovechan eficazmente la energía solar. Pero la eficiencia actual de las células fotovoltaicas artificiales oscila en valores cercanos al 20%. Por tanto, parece lógico aprender de las plantas, si queremos mejores paneles solares.

Celda fotovoltaica cuántica, más eficiente que la convencional

Una celda solar convencional requiere de ciertos elementos que controlen y gestionen las fluctuaciones de la energía capturada. Pero esos procesos hacen que por el camino se pierda una cantidad importante de energía. Esta baja eficiencia es un freno importante a la popularización de las instalaciones solares.

Las plantas en cambio, no precisan de esos mecanismos. Por eso un equipo de la Universidad de California, Riverside, decidió utilizar la fotosíntesis y los principios de la física cuántica, para redefinir una nueva celda solar. Los científicos crearon lo que denominan “quantum heat engine photocell”. Básicamente se trata de un dispositivo que ayuda en la conversión de luz solar en electricidad.

Esta nueva celda fotovoltaica está basada en dos sistemas de «celdas solares cuánticas”, que absorben energía de uno o dos colores de la luz. Este método permite que la célula fotovoltaica pueda alternar entre una absorción de luz en alta o baja potencia. Los científicos piensan que con este procedimiento se podría conseguir una celda solar estable que convierta diversos niveles de energía solar.

celda fotovoltaica cuántica esquema
En una celda solar cuántica los fotones pueden generar eficientemente electrones. Cuando se utilizan dos canales para capturar energía, la energía solar que entra en el sistema a través de 2 capturadores (a y b) genera eficazmente potencia en la «máquina» (M).

Para el profesor Nathan Gabor, esta investigación se inició con la siguiente pregunta:¿Por qué las plantas son verdes? Se dio cuenta que nadie realmente sabe por qué es así. Por eso decidió buscar una respuesta. Luego fusionó sus conocimientos en física con un estudio más profundo de la biología, pudiendo acceder a los secretos para conseguir una celda solar más eficiente.

Más información sobre esta celda fotovoltaica cuántica en el sitio de UCR Today.

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