Eficiencia solar mediante el espesor y la ligereza

Para reducir el coste por kilowatio de electricidad procedente de las células solares, los diseñadores proponen hacer más fino el material semiconductor activo. Una plancha más fina de semiconductor también permite mejoras en el rendimiento debido a las resonancias de plasmones superficiales. Todos estos factores juntos sitúan a los capas ultrafinas de células solares en el ámbito de la óptica de campo cercano: al contrario que estructuras ópticas tales como lentes de telescopios, una o más dimensiones físicas son del mismo tamaño o menores que la longitud de onda electromagnética.

Los cálculos se vuelven más difíciles de gestionar en campo cercano que en campo lejano, donde los investigadores puede confiar en las herramientas de rayos ópticos. Para cubrir esa necesidad, unos investigadores han presentado un enfoque mejorado para calcular el voltaje, la corriente y la eficiencia de la célula solar en un régimen de campo cercano. En particular, han sido capaces de calcular las pérdidas debido a la emisión espontánea desde recombinaciones de electrón-hueco. El equipo informó de que pudieron trazar los picos en emisiones espontáneas para películas de varios espesores e identificar las longitudes de onda donde las pérdidas eran mayores.

Este enfoque permite calcular la eficiencia de las mejoras de rendimiento en las propiedades e influencias, no solo en los extremos de grosor y ligereza, sino a lo largo de un rango de espesores, y debería guiar a los investigadores hacia una nueva generación de diseños de alta eficiencia.

Via physic.aps