Células fotovoltaicas casi invisibles

Las ventanas podrían generar energía solar en el futuro

El vidrio nos rodea constantemente. En Estados Unidos se estima que la superficie acristalada ocupa entre 5.000 y 7.000 millones de metros cuadrados (m2), lo suficiente como para que, desde hace ya años atrás, los científicos mostraran interés en aprovechar el máximo potencial de estas superficies.

Foto: Pexels

Muchos científicos han llegado al razonamiento común de que sería de gran utilidad aprovechar ese espacio para algo más que montar fachadas de rascacielos, ventanales o pantallas para además, lograr que se saque partido con el fin de generar energía eléctrica.

Por desgracia existe un gran obstáculo que complejiza el asunto y este se resume en la opacidad de los materiales, un hándicap que complica su uso en ventanas, invernaderos o incluso pantallas de dispositivos tecnológicos. Actualmente, de hecho, se calcula que alrededor del 95 por ciento de los paneles son fabricados con silicio, material que domina desde los 50.

Recientemente un grupo de investigadores de la Universidad de Tohoku, en Japón, parece haber descubierto la solución al problema a través de una célula solar casi invisible.

En un artículo publicado en Scientific Reports, el equipo explica el procedimiento de fabricación de una célula solar capaz de alcanzar un nivel de transparencia del 79 por ciento empleando óxido de indio y estaño (ITO) como electrodo transparente y disulfuro de tungsteno (WS2) a modo de capa fotoactiva. Su trabajo puede ayudar a que las celdas solares casi invisibles basadas en TMD (monocapas de dicalcogenuros de metales de transición, familia del WS2) alcancen etapas de producción a nivel industrializado.

El porcentaje de transparencia que se logró en Tohoku implica un paso más allá en la carrera por la fabricación de ventanas capaces de actuar como paneles solares y generar energía. 

Durante unos cuantos años los investigadores estuvieron trabajando con semiconductores orgánicos y perovskita, familia de materiales de estructura cristalina en la que el sector deposita su fe, pero hasta ahora se han encontrado con una rémora: el nivel de transparencia promedio de las células se encuentra por debajo del 70 por ciento.

Recientemente, unos investigadores australianos realizaron avances en cuanto al desarrollo de células semi transparentes de perovskita con prometedores resultados. Aunque no superan a Japón, cuyos prototipos logran niveles de eficiencia de conversión de energía del 15,5 y 4,1 por ciento, respectivamente, una transmitancia visible promedio (cantidad de radiación solar visible que la atraviesa) del 20,7 y 52,4 por ciento.

En los dispositivos fotovoltaicos como los que exhibe el equipo de Tohoku, conocido mayormente como células solares de unión Schottky, la banda para la separación de carga se proporciona a través de una interfaz instalada entre un metal y un semiconductor. Un factor importante a reconocer respecto al trabajo de los japoneses es que a la hora de diseñar el interfaz, intentaron precisamente evitar impurezas.

«A través de la repetición de los experimentos en el dispositivo unitario optimizado con el número adecuado de conexiones en serie y en paralelo, fue posible aumentar la PT (potencia total ) hasta 420 pW a partir de una célula solar de un centímetro cúbico con un valor muy alto (79 por ciento) de transmisión visible media», sentenciaron.

+Datos:
“La eficiencia de conversión de energía de la célula solar con el electrodo optimizado fue más de 1.000 veces superior a la de un dispositivo que utiliza un electrodo ITO normal”, explican los autores en su estudio, en el que detallan la investigación para lograr una fabricación a gran escala.

Deja una respuesta

Your email address will not be published.

Últimos artículos de Suplementos