¿Son posibles los paneles solares sin materiales tóxicos?

La creciente demanda de soluciones fotovoltaicas para autoconsumo está haciendo que las empresas que construyen paneles solares compitan cada vez con mayor energía por ofrecer un producto mejor y más apto para el medio ambiente. Los propietarios de estas instalaciones son especialmente sensibles con los temas ecológicos y beneficiarán con sus adquisiciones a aquellos productores de  paneles solares que incluyan menos materiales tóxicos y que permitan un reciclaje adecuado.

Los materiales actualmente en uso son apropiados para los fines que se persiguen pero ya se están investigando alternativas más ecológicas, además de más eficientes y baratas que las actuales células solares basadas en silicio (la tecnología utilizada en la actualidad). Durante los últimos años se han efectuado estudios continuados sobre nuevos tipos de células para paneles solares, como es el caso de la sustitución del silicio por otros materiales, como las perovskitas de haluro de plomo, que son muy prometedoras pero al mismo tiempo inestables. Además, contienen plomo, el cual es tóxico y presenta un potencial peligro para la salud y medioambiental, como sería la contaminación de las aguas subterráneas si los paneles solares no son reciclados.

Un equipo de ingenieros de la Washington University en St. Louis ha encontrado lo que creen es un semiconductor más estable y menos tóxico para paneles solares, utilizando para ello un novedoso óxido de perovskita doble, el cual han descubierto a través de análisis de datos y cálculos de mecánica cuántica. Su trabajo se ha publicado en la revista Chemistry of Materials.

Rohan Mishra y sus colegas hallaron el nuevo semiconductor, que está hecho de potasio, bario, telurio, bismuto y oxígeno (KBaTeBiO6).

A la izquierda, modelo atómico del material KBaTeBiO6. A la derecha, micrografía de su estructura atómica, junto a una imagen del polvo sintetizado. (Foto: Rohan Mishra)

Este óxido de perovskita doble, libre de plomo, fue uno de los 30.000 óxidos basados en bismuto que se consideraron inicialmente. De esos 30.000, solo unos 25 eran compuestos conocidos.

Usando uno de los superordenadores más rápidos del mundo, los científicos emplearon cálculos de mecánica cuántica para determinar que el KBaTeBiO6 era el más prometedor de los 30.000 posibles óxidos. Este es el compuesto más estable y que podría ser sintetizado en el laboratorio.

Se necesitaron seis meses para sintetizar el material, y una vez obtenido se confirmó que era estable y que tenía las propiedades esperadas. En todo caso, se trataría de una primera generación de nuevas células para paneles solares, lo que implica que será necesario un mayor ajuste, pero sin duda es un buen primer paso hacia la obtención de células solares que no sean tóxicas y más eficientes que las actuales de silicio.

A continuación, el equipo estudiará el papel que pueda tener cualquier defecto en este nuevo semiconductor y buscará técnicas de síntesis más avanzadas, incluyendo el uso de aerosoles. El objetivo es obtener pronto una alternativa comercial que pueda incorporarse a los sistemas de producción, proporcionando una tecnología más eficaz y amistosa para el medio ambiente y las personas. (Fuente: NCYT Amazings)