El silicio tiene una eficiencia máxima teórica de conversión de luz a electricidad del 29 por ciento, pero los paneles en el mercado hoy día solo poseen de un 15 a un 18 por ciento de eficiencia. Solar3D aún no tiene cifras exactas de eficiencia relativas a su diseño, aunque según señala su director general, Jim Nelson, "Creemos que se va a acercar a la eficiencia teórica del silicio. No vamos a llegar al 29 por ciento -nadie va a conseguir algo tan alto con el silicio- pero tenemos la esperanza de llegar lo más cerca posible", afirma Nelson.
El diseño de Solar3D solucionará dos factores que reducen la eficiencia solar. En primer lugar, el 30 por ciento de la luz que llega a los paneles solares se refleja y se pierde. En segundo lugar, muchos de los electrones creados cuando la luz alcanza el silicio son reabsorbidos por el material antes de llegar al circuito exte o.
El nuevo diseño cuenta con canales en su capa superior de recolección de luz, fabricados con dióxido de silicio u otro material similar; esto dirige la luz hacia abajo, ayudando a eliminar la reflexión, afirma Nelson. La capa inferior es una matriz de estructuras de tres dimensiones, cada una de unos pocos micrómetros de ancho, que atrapan la luz mediante la emulación de las guías de onda utilizadas en las fibras ópticas. Las fibras ópticas poseen dos capas cilíndricas con índices de refracción distintos que continuamente reflejan la luz hacia el núcleo. Nelson afirma que esta estructura en 3D permitirá que la luz rebote hasta que los fotones hayan producido tantos electrones como sea posible. "También colocaremos contactos muy cerca de donde esto sucede para que los electrones no tengan que viajar muy lejos", asegura.
Existen muchos otros conceptos para atrapar la luz. Uno de ellos, que también toma prestada la tecnología de las fibras ópticas, consiste en una célula solar de fibra óptica que varios investigadores de Georgia Tech (Instituto de Tecnología de Georgia, EE.UU.) han creado envolviendo células solares sensibilizadas por colorante alrededor de fibras ópticas. Sin embargo, según afirma Nelson, las células de Solar3D usan materiales convencionales de silicio, por lo que se podrían producir en los equipos de fabricación actuales y colocarse en módulos ya existentes.
Solar3D se encuentra en una fase muy temprana y está comenzando en un momento en que los capitalistas de riesgo no se atreven a financiar tecnologías de energía solar con altos costes iniciales. Sin embargo, la compañía no está buscando capital de riesgo. En vez de eso, está financiada por inversores privados, incluyendo a Nelson, provenientes del mundo financiero pero con una gran pasión por las energías renovables. Los analistas afirman que el éxito de la compañía dependerá de que sus costes de fabricación logren competir con la tecnología convencional de silicio cristalino. "Es muy difícil que las nuevas tecnologías emergentes puedan hacerse un hueco en el mercado", indica Matthew Feinstein, analista de Lux Research. "La capacidad de financiación es a menudo una preocupación importante, ya que estas tecnologías no poseen un historial probado".
Tecnologías como la de Solar3D, que prometen una mayor eficiencia, son buenas puesto que harán que la energía solar sea más económica, afirma Georgina Benedetti, analista de Frost & Sullivan. Sin embargo, opina, "uno de los retos principales para la industria en general es la competencia de los fabricantes en China". El precio menor de los paneles solares de China, combinado con problemas de control de los costes, es lo que condujo a la caída de Solyndra, el fabricante de paneles solares de Fremont, Califo ia, que recientemente se declaró en bancarrota después de haber sido respaldada por una garantía de préstamo del Departamento de energía de EE.UU..
Sin embargo Nelson parece no inmutarse. Confía en el diseño de Solar3D y su compatibilidad con la infraestructura solar existente. "Todo nuestro enfoque está pensado teniendo la producción en masa en mente", asegura. "Nuestro propósito es hacer que sea competitivo". La compañía espera tener un prototipo a finales de 2011.