Los paneles solares de la empresa utilizan diminutas células solares hechas de arseniuro de galio. El módulo responsable de batir el récord contiene centenares de este tipo de células, cada una de un ancho similar al trazo de un bolígrafo, colocadas bajo lentes que concentran la luz solar 1.100 veces.
El arseniuro de galio es mucho mejor en la absorción de la luz solar que el silicio, el material utilizado en la mayoría de las células solares, aunque también resulta más caro. Además, aunque los módulos solares concentrados utilizan menos material semiconductor, por lo general requieren caros componentes ópticos, sistemas de refrigeración y sistemas de seguimiento para mantenerlos dirigidos hacia el sol. Las células solares microescaladas de Semprius son intrínsecamente mucho mejores a la hora de disipar el calor, lo que las hace más económicas.
Los módulos de Semprius cuentan con otra ventaja: mientras que una célula solar de silicio solo absorbe de manera eficiente una estrecha banda de luz solar, las células de este módulo están hechas de 3 capas de arseniuro de galio, cada una modificada para convertir una parte diferente del espectro solar en electricidad.
Unas pruebas realizadas por una entidad exte a a la empresa han certificado la eficiencia de los paneles solares de Semprius en un 33,9 por ciento, lo que supone la primera vez que un módulo solar ha sido capaz de convertir más de un tercio de la luz solar que cae sobre él en electricidad. Los paneles solares de silicio convencionales suelen convertir menos del 15 por ciento de la luz en electricidad, y el récord de un panel solar de silicio está en el 22,9 por ciento. El récord anterior de cualquier panel solar era del 32 por ciento, afirma Semprius.
Los módulos experimentales, a nivel individual, han logrado una mayor eficiencia, aunque el de Semprius está diseñado para uso comercial. Está hecho con el mismo tipo de equipamiento que la compañía está instalando en una pequeña fábrica en Henderson, Carolina del Norte (EE.UU.), cuya apertura está prevista para este verano. "Es un buen indicador de la eficiencia que pueden esperar nuestros clientes", afirma Joe Carr, director general de Semprius.
El proceso de Semprius forma decenas de miles de diminutas células solares en una sola oblea de arseniuro de galio, y utiliza el grabado químico y un sistema robótico para transferir cada capa a un sustrato de bajo coste. La misma oblea puede ser reutilizada una gran cantidad de veces, reduciendo los costes. El enfoque se basa en un método para la transferencia de electrónica de pequeño tamaño desde una oblea a otros sustratos desarrollado por John Rogers, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE.UU.).
nLos paneles solares concentrados utilizan sistemas de seguimiento para mantenerse dirigidos hacia el sol. Dichos sistemas son caros y pueden resultar poco fiables, y además no pueden montarse en la mayoría de los tejados, lo que limita su aplicación. Igualmente, solo funcionan en zonas muy soleadas, ya que los cielos nublados pueden hacer que su potencia de salida baje mucho más que con una célula solar convencional.
Pero a medida que el coste de los sistemas de seguimiento se reduce, y la eficiencia de las células de múltiples capas aumenta, la energía fotovoltaica concentrada está empezando a resultar más atractiva. Se ha incrementado el número de grandes instalaciones de este tipo de módulos solares en los últimos meses.
Semprius está construyendo una fábrica en un momento particularmente difícil para la industria solar. El exceso de la oferta y la reducción en los costes de fabricación ha dado lugar a una rápida caída de los precios de los paneles solares, lo que dificulta la entrada de nuevas empresas en el mercado, y obliga a algunos fabricantes ya existentes a cerrar sus negocios.
En respuesta a la caída de precios, muchas empresas de energía solar, Semprius entre ellas, se centran en mejorar la eficiencia. Mientras la fabricación pueda mantener los costes bajos, una mayor eficiencia reduce el coste por vatio de los paneles solares. Más importante aún, también reduce el coste de instalación y del equipamiento relacionado, que puede representar más de la mitad del precio de la energía solar. Semprius también está apostando al máximo por tecnologías de fabricación probadas, lo que podría facilitar el aumento de la producción y reducir los costes de desarrollo.
Semprius posee otra ventaja: una asociación con Siemens. Además de proporcionar financiamiento directo (Siemens tiene una participación del 16 por ciento en la empresa), ésta proporciona experiencia en la manufactura y en la construcción de parques solares completos. Por otro lado, la asociación facilita asegurar financiación por parte de bancos.
La pequeña fábrica que Semprius planea abrir este verano tendrá capacidad para producir 30 megavatios de paneles solares al año. Semprius espera que los paneles producidos tengan un coste competitivo para algunas aplicaciones, señala Carr. El aumento de la producción a 100 megavatios provocaría un descenso de los costes de la tecnología suficiente como para competir con los paneles solares de bajo coste hechos en China.
En última instancia, el precio del kilovatio-hora de energía solar depende de una serie de factores, tales como los costes de financiación, el de la tierra, el número de líneas de transmisión y su grado de cercanía, las tasas de mano de obra local y así sucesivamente. No obstante, Carr cree que Semprius puede generar energía solar por menos de 10 centavos de dólar (7,5 céntimos de euro) por kilovatio-hora, un precio suficientemente bajo como para obtener una participación en el mercado de la electricidad en muchas áreas. Es más, afirma ser capaz de hacerlo sin la ayuda de subsidios del Gobie o.