Por qué es importante: Muchos equipos de investigación están trabajando para lograr nuevos avances tecnológicos en la creación de células solares más eficientes y útiles. Un estudio reciente realizado por una universidad turca presenta una posible solución y ofrece un análisis computacional de un tipo innovador de célula fotovoltaica.
Dooyoung Hah, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Universidad Abdullah Gül, publicó recientemente un estudio sobre un nuevo tipo de célula solar Diseñado para mejorar la absorción de la luz solar. Hah propone una estructura de celda fotovoltaica de forma semiesférica, que parece proporcionar resultados significativamente mejores tanto en absorción de luz como en cobertura angular.
Hah experimentó con varios diseños para esta nueva tecnología de células solares, empleando análisis de elementos finitos (FEA) 3D para probar sus capacidades. 3D FEA es una técnica computacional que descompone sistemas complejos en diferentes partes o elementos finitos, estudiando cómo estos elementos reaccionan a la luz con o sin estructuras superficiales adicionales.
Cuando se utilizan junto con una capa activa con protuberancias hemisféricas en forma de concha, el estudio sugiere que las células solares pueden lograr una mejora notable en la absorción de la luz solar. El tipo propuesto de células solares «golpeadas» absorbería un 66 por ciento más de luz polarizada eléctrica transversal (TE) y un 36 por ciento más de luz polarizada magnética transversal (TM) en comparación con un diseño tradicional de celda plana.
La luz del sol se polariza después de llegar a la atmósfera terrestre y dispersarse a través de ella, lo que significa que el nuevo diseño propuesto por el profesor Hah podría, en teoría, proporcionar una mejora real para la tecnología de las células solares. Sin embargo, el FEA 3D es un tipo de simulación por computadora que debe probarse en escenarios de la vida real con prototipos de materiales reales.
Independientemente de la naturaleza teórica del nuevo estudio, Hah afirma que los avances tecnológicos en energía renovable se han vuelto «bastante imprescindibles» para la humanidad. Se han realizado varios esfuerzos para mejorar la eficiencia de conversión de energía en las células solares, pero su estudio se centra en posibles mejoras de rendimiento a nivel de dispositivo desde una perspectiva de diseño óptico.
Hah lleva tiempo estudiando tecnologías fotovoltaicas y en los últimos años ha llevado a cabo diferentes experimentos (teóricos) con nuevas formas de células solares. En 2020, el investigador analizó una capa semicilíndrica similar en forma de concha y logró una mejora del 52 por ciento en la absorción de luz polarizada (TE). Dos años más tarde, Hah probó otra solución (protuberancias semicirculares y triangulares) para aumentar la absorción de luz polarizada (TE) en un 60 por ciento.