El espectro solar que llega a la superficie terrestre cubre un amplio espectro de longitudes de onda, desde los 290 nanómetros (ultravioleta, UV) hasta los 3.790 nm (infrarrojos, IR). Los fotones de todo el espectro electromagnético llegan a los paneles fotovoltaicos pero no todos los fotones son absorbidos por los materiales que componen estos paneles. Lograr que sí lo sean incrementaría extraordinariamente su eficiencia. Y eso es lo que busca Ephocell.
En una situación ideal, la respuesta espectral (número de fotones por unidad de longitud de onda) de los materiales fotovoltaicos debería coincidir perfectamente con la luz solar, para convertir el máximo de fotones en electricidad. Sin embargo, el rango de longitudes de onda donde generalmente absorben los materiales fotovoltaicos se encuentra entre los 400 y 1.200 nm (rango visible) dependiendo de la tecnología fotovoltaica de la que se trate.
“Ephocell pretende desarrollar un dispositivo de fácil implementación que permita modular las longitudes de onda del espectro solar para maximizar la absorción de fotones por parte de los paneles fotovoltaicos de diferentes tecnologías (a-Si:H, InGaP, DSSC, celdas orgánicas de polímeros, etc). Para ello, se combinan dos procesos conocidos: Down-Shifting (DS), que permite la transformación de fotones de alta energía a baja energía y Up-Conversion (UC), que realiza el proceso inverso. Por lo tanto, el dispositivo de Ephocell usará el proceso de DS para convertir fotones del UV al visible mientras y el UC para transformar fotones del IR al visible”, explican en el centro tecnológico español Leitat, que coordina el proyecto.
El consorcio está formado por centros de investigación de alto nivel y empresas involucradas en el desarrollo de nuevos materiales: Max Planck Institute for Polymer Research (Alemania), Sofia University (Bulgaria), ICTP-CNR (Italia), UPC (España), DIT (Irlanda), Cidete Ingenieros (España), Daren Labs (Israel), MPBata (España) y el propio Leitat.
“Durante la primeras etapas del proyecto se han obtenido grandes progresos: como es el desarrollo de nuevos sistemas de Up-Conversion que permiten modular la longitud de onda de los fotones desde el IR cercano al visible, y el acople de estos sistemas Up-Conversion con sus homólogos Down-Shifting que permiten una transformación eficiente de energía. En paralelo se han estudiado diferentes materiales que albergan tanto los sistemas Down-Shifting como Up-Conversion, estudiando además la estabilidad de los mismos frentes a distintas condiciones ambientales”.
En Leitat se ha conseguido observar directamente con el sol el proceso de UC, en las mismas condiciones atmosféricas en las que se encuentran los paneles solares. Estos avances serán presentados en el 2 y 3 de octubre en el centro tecnológico, ubicado en el parque tecnológico de Terrassa, junto con los avances de otro ocho proyectos europeos de alto nivel que estudian diferentes caminos para mejorar la eficiencia en la tecnología fotovoltaica basados principalmente en nanotecnología.
En la imagen que ilustra esta información se observa el proceso de Up-Conversion (UC) en un sistema, a escala laboratorio, que puede acoplarse a celdas fotovoltaicas. En este caso el sistema transforma luz “verde” de baja energía en “azul” de mayor energía.
