Tendencias21
Nueva técnica de fabricación de semiconductores impulsará la energía solar

Nueva técnica de fabricación de semiconductores impulsará la energía solar

Un nuevo método de fabricación de semiconductores desarrollado en la Universidad de Illinois podría cambiar para siempre el futuro de la energía solar, abriendo un nuevo campo de aplicaciones para esta fuente energética renovable. La principal ventaja de la flamante técnica radica en el empleo de arseniuro de galio en vez de silicio en los semiconductores usados en las células fotovoltaicas, un material que ampliaría en gran medida los índices de eficiencia de los dispositivos solares. Por Pablo Javier Piacente.

Nueva técnica de fabricación de semiconductores impulsará la energía solar

La aplicación de una nueva técnica para el desarrollo de semiconductores podría generar un mayor impulso de la energía solar, ya que el uso de arseniuro de galio en vez de silicio en los dispositivos desembocaría en el logro de una mayor eficiencia en las células fotovoltaicas empleadas en los paneles solares. El avance fue obtenido por ingenieros y especialistas de la Universidad de Illinois.

Aunque el silicio es el material empleado en mayor medida en la actualidad en la industria de semiconductores aplicados a dispositivos electrónicos, incluyendo las células fotovoltaicas que los paneles solares utilizan para convertir la luz solar en energía, no es el material más eficiente para dicha función.

Por ejemplo, el arseniuro de galio ofrece casi el doble de eficiencia con relación al silicio en los dispositivos de energía solar. Sin embargo, se utiliza en un escaso porcentaje de aplicaciones debido a su costo elevado, cuando podría ser una excelente opción, por ejemplo en servicios públicos.

Ingenieros y científicos de la Universidad de Illinois han explorado distintas maneras para fabricar películas delgadas de arseniuro de galio de bajo costo, que permiten una amplia flexibilidad en cuanto a los tipos de dispositivos en los cuales podrían incorporarse, reemplazando a los componentes de silicio.

Mayor producción a menor costo

De acuerdo a los encargados de la investigación, la reducción sustancial de los costos del arseniuro de galio aplicado a semiconductores podría ampliar en gran medida la gama de aplicaciones de este material en dispositivos solares. Es que el principal inconvenientes para su desarrollo tenía que ver, justamente, con su costo elevado.

Por otro lado, mientras habitualmente el arseniuro de galio se deposita en una única capa delgada sobre una lámina pequeña, el grupo de investigación de Illinois decidió depositar capas múltiples de material sobre una oblea, lo que desembocaría en una mayor eficiencia de los dispositivos.

El enfoque de los especialistas norteamericanos supone un importante ahorro de tiempo, ya que se reduce el período de carga y descarga. Asimismo, si se considera el uso de distintos artefactos, la preparación necesaria y el personal que se requiere en estas operaciones, el ahorro de tiempo se traduce directamente en una reducción significativa de los costos.

Al mismo tiempo, la oblea se puede reutilizar inmediatamente para producir nuevas capas de material, luego de un proceso que permite retirar el arseniuro de galio. En consecuencia, es posible generar mucho más material con mayor rapidez y en condiciones de mayor rentabilidad, si comparamos este sistema con respecto a la capa delgada individual con la que se trabaja normalmente.

Ampliación del área de cobertura

Los expertos indican que existen tres tipos de dispositivos que pueden emplear chips de arseniuro de galio fabricados en pilas de varias capas, o sea con esta nueva técnica, y alcanzar una mayor efectividad: sensores de luz, transistores de alta velocidad y células solares. En todos los casos, el nuevo método podría provocar una importante disminución en los costos.

Otra de las ventajas de la técnica de múltiples capas es la eliminación de las limitaciones en cuanto al área de trabajo, una condición especialmente importante para las células solares. Esto significa que la oblea puede abarcar una superficie de producción mucho mayor, mientras que en el proceso convencional de una única capa existen mayores límites en la extensión de la oblea.

En el caso de la energía fotovoltaica, que requiere una zona de cobertura amplia para capturar tanta luz solar como sea posible, esta condición de la nueva técnica es ampliamente ventajosa. De esta forma, se logra al mismo tiempo multiplicar el área de cobertura, generar más energía y reducir el costo.

Los principales responsables de este trabajo son los profesores John Rogers y Xiuling Li, de la Universidad de Illinois. Asimismo, el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la National Science Foundation han financiado la investigación. El estudio fue difundido mediante una nota de prensa de la Universidad de Illinois, y posteriormente se publicaron artículos en los medios especializados Nature y Science Daily.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Descubren 50 especies desconocidas para la ciencia en la exótica Isla de Pascua 12 abril, 2024
    Una expedición a la Cordillera de Salas y Gómez, frente a Rapa Nui, en el Océano Pacífico, documentó 160 especies animales que no se sabía que habitaban esta región de la misteriosa Isla de Pascua, en Chile. Además, descubrieron 50 criaturas que son absolutamente nuevas para la ciencia.
    Pablo Javier Piacente
  • El clima espacial podría generar un caos satelital sin precedentes 12 abril, 2024
    Los satélites en órbita terrestre baja (LEO) pueden perder su brújula cuando el clima espacial ofrece situaciones inesperadas. El problema afecta a la Estación Espacial Internacional, la estación espacial Tiangong de China y muchos satélites de observación de la Tierra. Los expertos sostienen que esta incertidumbre de posicionamiento aumenta el riesgo de colisiones orbitales peligrosas, […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Inteligencia Artificial puede ser envenenada para proteger los derechos de autor 12 abril, 2024
    Una herramienta llamada Nightshade cambia imágenes digitales de manera casi imperceptible para el ojo humano, pero que se ven totalmente diferentes por los modelos de IA: una forma polémica de proteger las obras de arte de posibles infracciones de derechos de autor.
    Redacción T21
  • La acidez cerebral podría estar relacionada con múltiples trastornos neurológicos 11 abril, 2024
    Un estudio en animales a gran escala vincula los cambios en el pH del cerebro con problemas cognitivos de amplio alcance, ligados a patologías como el autismo o el Alzheimer, entre otras. Los científicos creen que los problemas metabólicos en el cerebro podrían estar directamente relacionados con una variedad de trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos.
    Pablo Javier Piacente
  • Cultivan organoides cerebrales con conexiones neuronales similares a las de un cerebro real 11 abril, 2024
    Un equipo internacional de investigadores ha desarrollado una técnica para conectar tejidos cultivados en laboratorio que imitan al cerebro humano de una manera que se asemeja a los circuitos neuronales del cerebro real. El "sistema" de mini cerebros interconectados podría revolucionar nuestra comprensión de las funciones cerebrales.
    Pablo Javier Piacente
  • Los Estados se exponen a condenas judiciales por inacción climática 11 abril, 2024
    Suiza es el primer Estado condenado judicialmente por no resolver el desafío climático y violar los derechos humanos de las personas mayores. Hace un año, 16 niños y jóvenes obtuvieron una sentencia condenatoria contra el Estado de Montana por destruir con sus leyes el medioambiente. Cualquier Estado puede ser denunciado si no preserva el ambiente en […]
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Detectan extraños pulsos de radio procedentes de un magnetar que desconciertan a los científicos 10 abril, 2024
    Los astrónomos han detectado señales de radio inusuales procedentes de XTE J1810-197, un radiomagnetar o estrella de neutrones ultramagnética situada a 8.100 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Sagitario. Los resultados son inesperados y sin precedentes: a diferencia de las señales de radio que se han detectado en otros magnetares, […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA podría ser el límite para todas las civilizaciones avanzadas en el Universo 10 abril, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que el desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA) hacia una Superinteligencia Artificial (ASI) podría explicar por qué no hemos detectado aún otras civilizaciones avanzadas en el cosmos, a pesar de la alta probabilidad de su existencia: en vez de supernovas, plagas, guerras nucleares o eventos climáticos extremos que hayan sido un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Higgs ha podido dejar abierta la puerta a la Nueva Física con su legado 10 abril, 2024
    La muerte de Peter Higgs, que pasará a la historia como el descubridor del bosón que explica cómo se forma la materia, deja un legado en la historia de la física que todavía puede aportar algo más trascendente: la prueba definitiva de una Nueva Física más allá del Modelo Estándar.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren neuronas "zombis" en el cerebro, que serían claves en el proceso de aprendizaje 9 abril, 2024
    Las neuronas "zombis" son unidades vivas pero funcionalmente alteradas, que parecen "dormidas" en determinadas situaciones: los investigadores han revelado que cumplen un papel fundamental en el cerebelo, concretamente en aspectos relativos a la forma en la cual aprendemos.
    Pablo Javier Piacente