Hacen celdas solares para obtener energía eléctrica

El Centro Mexicano de Innovación en Energía Solar (Cemie-Sol) inició un proyecto para desarrollar celdas solares de tercera generación, las cuales imitan el proceso de la fotosíntesis para la obtención de energía eléctrica.

Las celdas o células solares son dispositivos que convierten la luz del sol en energía eléctrica por medio de uniones de materiales semiconductores, a través de las cuales se genera una corriente eléctrica.

Los tres tipos de celdas solares que existen son las de primera, segunda y tercera generación; esta última, a diferencia de las tradicionales, no usa silicio monocristalino y policristalino o arseniuro de galio, sino dióxido de titanio con colorantes sensibles a la radiación solar.

En una entrevista con la Agencia Informativa del Conacyt, el investigador del Instituto de Energías Renovables (IER) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Antonio Esteban Jiménez González, indicó que la clorofila en las plantas es la encargada de absorber la luz del sol para la fotosíntesis.

Dicho proceso, añadió Jiménez González quien también es responsable del proyecto, culmina con la transformación de la energía luminosa en energía química.

"Cuando las plantas absorben la radiación solar se generan transiciones electrónicas del estado base de la molécula hacia estados de mayor energía, a partir de los cuales los electrones se transportan hacia la superficie y, posteriormente, hacia los electrodos de la celda donde son colectados", dijo.

"Los lugares vacantes en la molécula excitada se comportan como cargas positivas. Después extraemos la carga eléctrica que generó el colorante. En una celda solar se aprovecha la generación tanto de cargas negativas como positivas", agregó.

El investigador mencionó que de ahí aprenden de la naturaleza que los colorantes en una planta absorben la radiación solar y después la transforman en energía química, por lo que una célula solar absorbe la radiación y se transforma en energía eléctrica.

De esta forma, los investigadores utilizan nanopartículas del semiconductor de dióxido de titanio (TiO2) que al ser teñidas con colorantes naturales o artificiales, absorben la luz y generan un electrón en el estado excitado de la molécula, el cual migra hacia los niveles de conducción del semiconductor.

El proyecto con duración a cuatro años se encuentra en la fase final de la segunda etapa, cuyas actividades se enfocan en analizar las propiedades cristalinas, ópticas y cuánticas de los componentes de la celda solar sensibilizada.

Además, estudian la correlación entre la radiación solar y el transporte de carga eléctrica.

El especialista apuntó que los avances en el desarrollo de celdas solares de primera y segunda generación con más de 40 años de investigación son apenas de 21 (material semiconductor compuesto de cobre, indio, galio, selenio y telururo de cadmio) y el 25 por ciento silicio cristalino.

En este contexto, las tecnologías de tercera generación comenzaron a crecer de manera importante en tan poco tiempo, pues de manera constante se generan nuevas metodologías, nuevos materiales y nuevas alternativas para su desarrollo.

Jiménez González destacó la importancia de generar recursos humanos especializados en el desarrollo de celdas solares, situación que permitirá crear más proyectos de investigación y tecnológicos para el sector de las energías limpias de México.