El diamante negro duplica la eficiencia de la concentración solar
En el marco del proyecto PROME3THE2US2 (Production method of electrical energy by enhanced thermal electron emission by the use of superior semiconductors), financiado por la Unión Europea, un grupo de investigadores desarrolló un nuevo método de generación de energía solar que combina los mecanismos de fotogeneración convencionales y de la energía térmica. Este proceso que combina ambos mecanismos se llama emisión termoiónica aumentada por fotones (PETE) y se basa en la emisión termoiónica de electrones. Electrones sometidos a altas temperaturas dentro del silicio son excitados por fotones. Así, PETE se puede utilizar como ciclo complementario a alta temperatura con el fin de aumentar la eficiencia de los dispositivos térmicos solares. Los investigadores desarrollaron con éxito una nueva estructura de conversión en estado sólido que puede convertir eficientemente la radiación solar en energía eléctrica. El sistema consiste en un cátodo que absorbe la radiación y aprovecha la radiación visible del sol para la generación fotoelectrónica directa, así como la radiación infrarroja para obtener calor. De este modo, divide el proceso de emisión en PETE interna y emisión externa hacia el vacío. Un espaciador interelectrodo diseñado al efecto separa el cátodo de un ánodo con baja función de trabajo. La función de trabajo, la energía necesaria para extraer un electrón de un sólido, del ánodo era incluso menor que la del cátodo para maximizar el flujo de electrones y por tanto la eficiencia de conversión. El equipo aprovechó el diamante negro para utilizarlo en el electrodo del cátodo. Este material puede soportar temperaturas elevadas y emitir electrones de forma eficiente además de absorber fotones con eficiencia a temperaturas de hasta 1 000 °C. Además, el equipo añadió impurezas al diamante negro para aumentar el rendimiento. PROME3THE2US2 contribuyó a obtener una forma de conversión solar muy eficiente, capaz de cubrir las necesidades energéticas del mundo. Sobre la base de estructuras innovadoras en estado sólido y de diamante negro, la tecnología puede duplicar los límites de eficiencia de la tecnología fotovoltaica actual. Además, este fascinante material de bajo coste también se puede aprovechar en otras aplicaciones electrónicas, aparte de la tecnología solar.
Palabras clave
Diamante negro, concentración solar, PROME3THE2US2, energía eléctrica, emisión termoiónica aumentada por fotones
