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Energías renovables
Jorge Antonio Lechuga Andrade (*)
La investigadora Sagrario Domínguez, de la Universidad Pública de Navarra, España, ha conseguido aumentar la absorción de luz en el silicio mediante nanoestructuras grabadas en celdas fotovoltaicas. Más del 30% de la luz del sol que llega a una superficie de silicio es reflejada y, por tanto, no se aprovecha en la conversión fotoeléctrica, explica la doctora en Telecomunicaciones de la Universidad Pública de Navarra.
Me permito hacer algunos comentarios relacionados con el trabajo doctoral de Sagrario, que ha desarrollado relacionado con nanoestructuras en la superficie de un material: al tener dimensiones en el rango de la longitud de onda de la luz, éstas interfieren de manera especial y permiten modificar la cantidad de luz reflejada. Por lo tanto, se ha orientado a diseñar estructuras a escala nanométrica para conseguir encontrar una que minimice la reflectancia, propiedad de un cuerpo de reflejar la luz del silicio en el rango de las longitudes de onda en que funcionan las células solares. En su proceso de fabricación, recurrió a la denominada litografía por interferencia, que consiste en aplicar una radiación láser sobre un material fotosensible para crear estructuras a escala nanométrica. En concreto, utilizó obleas de silicio pulido —al que dio forma de pilar cilíndrico— y obtuvo una disminución de la reflectancia de este elemento del 77%. Posteriormente modificó los procesos de fabricación para producir las nanoestructuras en los sustratos de silicio, empleados en las células solares comerciales. Estos sustratos tienen unas dimensiones y una rugosidad superficial que los hace, a priori, no aptos para los procesos de litografía por interferencia láser, apunta la investigadora.
Una vez resueltas las dificultades, integró las nanoestructuras en células solares siguiendo los procesos estándares de la industria fotovoltaica. De acuerdo con los resultados obtenidos, es la primera vez que se consiguen fabricar nanoestructuras periódicas, aquellas que sobre la superficie de un material se repiten de forma constante en este tipo de sustratos y —por tanto— la primera célula solar estándar con nanoestructuras periódicas. La eficiencia obtenida es de un valor muy prometedor si se compara con otros resultados existentes.
La doctora Sagrario Domínguez orientó su trabajo hacia la fabricación de nanoestructuras para aplicaciones de mayor ancho de banda, como sensores. Logró crear nanoconos de gran altura, en comparación con el diámetro de la base. Estas estructuras se presentan en la literatura como la mejor solución antirreflexión en el gran ancho de banda. Reducen la reflectancia del silicio del 30% a valores por debajo de entre el 4% y el 0.2% según el rango de longitud de onda. Este es el valor más bajo de reflectancia encontrado en la literatura para nanoestructuras periódicas, explicó.
Investigación en el MIT
El proceso de fabricación de estas estructuras es complejo y se pudo desarrollar gracias a los conocimientos adquiridos en las investigaciones realizadas en una parte de su trabajo doctoral, realizado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology – MIT), universidad estadounidense donde realizó una estancia de investigación de nueve meses.
Gran parte de los resultados presentados en esta tesis los obtuvo en colaboración con el Centro Nacional de Energías Renovables (CENER), dentro de dos proyectos financiados por el Gobierno de Navarra. Además, sus investigaciones se han difundido en cuatro artículos publicados en revistas científicas de alto reconocimiento.
La perseverancia en los trabajos de investigación científica y tecnológica es imprescindible para alcanzar logros y avances significativos obtenidos por el esfuerzo, creatividad, trabajo colaborativo o ingeniería concurrente, que rinde sus frutos y satisfacciones cuando se obtienen los resultados esperados u otros que surgen durante los procesos de investigación. Tenacidad, objetivos bien planteados y revisiones bibliográficas sobre el tema son algunos de los pasos requeridos para desarrollar procesos o productos que demandan cada vez más los mercados mundiales, como el caso de los ahorros energéticos. La Inteligencia Competitiva y Vigilancia Tecnológica son dos disciplinas que deben estar presentes en las empresas de cualquier giro. Monitorear el comportamiento de la competencia y los cambios tecnológicos hoy es indispensable para el desarrollo empresarial y competitivo.— Mérida, Yucatán.
jorge.lechuga@correo.uady.mx
*Doctor en Proyectos de Innovación Tecnológica. Profesor e investigador de la Uady
