Desarrollo de energía limpia: la IA ayudará a crear nuevos materiales para células solares

La información anterior fue presentada en el seminario “Materiales para un futuro sostenible” celebrado durante la Semana de Ciencia y Tecnología de la Fundación VinFuture 2024 en la mañana del 4 de diciembre en Hanoi.

El profesor Martin Green, director fundador del Centro de Fotovoltaica Avanzada de la Universidad de Nueva Gales del Sur (Australia) y miembro del Consejo del Premio VinFuture, afirmó que la tecnología utilizada en la fabricación de células solares ha cambiado mucho en la última década. La eficiencia de los paneles aumentó del 16% al 21,6%. Las tecnologías de fabricación de células solares se están desarrollando rápidamente con cuatro formas principales: Topcon, HJT, IBC, Perc.

Según él, las células solares de silicio son un material base fiable, popular y eficiente. Durante la última década, el precio de los paneles solares ha caído drásticamente, de 1 dólar/W en 2009 a 0,10 dólares/W en la actualidad. La eficiencia de los paneles solares también aumentó del 16% al 21,6%, gracias a la aplicación de tecnologías avanzadas como TOPcon, HJT, IBC y PERC.

“A medida que la demanda mundial de energía alcance 1 teravatio (TW) el próximo año, el silicio seguirá desempeñando un papel clave gracias a su capacidad para ofrecer una fabricación a bajo costo”, dijo, y agregó que si bien el silicio es un material superior, para lograr un mayor rendimiento, es necesario encontrar formas de combinarlo con otros materiales.

Apilar capas de materiales como la perovskita podría aumentar la eficiencia del 30% al 40%, según el profesor Green. Sin embargo, el material combinado debe cumplir los requisitos: ser fácilmente disponible, no tóxico y compatible con la silicona.

Predijo que el desarrollo de nuevos materiales para células solares es un factor clave para promover aplicaciones de energía solar a gran escala, contribuyendo a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y avanzando hacia un futuro de energía limpia. “La tercera revolución energética podría ser la revolución solar, con nuevos materiales que puedan convertir la energía solar en electricidad con una eficiencia sin precedentes y a bajo costo”, afirmó.

El profesor Sir Richard Henry Friend, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), recomienda cambiar la plata por metales más comunes como el cobre en la producción de células solares. Esto ayuda a reducir la dependencia de los metales preciosos y garantiza una fuente estable.

El experto citó el ejemplo de una universidad de Hong Kong (China) que aplica IA para ayudar a reducir el tiempo en el proceso de simulación informática de materiales, organizando diferentes capas sobre silicio, proporcionando direcciones de investigación que ahorran mucho tiempo y creando atajos en la investigación de materiales. “Apoyo el papel de la IA en la investigación”, afirmó.

El futuro de la energía solar no pasa sólo por mejorar los materiales, sino también por aplicar tecnología de inteligencia artificial (IA). La IA simula, examina productos materiales y optimiza los procesos de fabricación, ahorrando tiempo y costes.

La profesora Marina Freitag, investigadora de la Royal Society (URF) de la Universidad de Newcastle (Reino Unido), explicó que al desarrollar nuevos materiales, estos son adaptables pero también cambian con el tiempo.

Ella sugiere incorporar perovskita, un material potencial con un rendimiento similar al del silicio y buena reciclabilidad. La combinación de perovskita con silicio no solo reduce la cantidad de silicio necesaria hasta en un 80%, sino que también aumenta la eficiencia de producción y reduce significativamente las emisiones de CO2 y la cantidad de tierra agrícola necesaria para los sistemas de células solares.

Coincidiendo con las opiniones de los expertos, el profesor Nguyen Thuc Quyen, de la Universidad de California, EE.UU., también señaló que la IA debe ir de la mano con consideraciones sobre el uso de energía y los centros de datos. La estandarización de los datos y la mejora de la calidad de la información introducida también son esenciales para que la IA sea eficaz.

Ha Cuong

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