Un nuevo diseño de células solares transparentes podría combinar altas eficiencias con una vida útil estimada de 30 años, allanando el camino para ventanas que también suministran energía solar.
"La energía solar es la forma más barata de energía que la humanidad ha producido desde la revolución industrial", dice. Esteban Forrest, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Michigan, quien dirigió la investigación. "Con estos dispositivos transparentes utilizados en las ventanas, un edificio se convierte en una planta de energía".
El silicio perderá terreno
Aunque sigue siendo el rey por la eficiencia de sus paneles solares, el silicio no permite que sea transparente. Para crear paneles solares compatibles con ventanas, los investigadores exploraron materiales orgánicos o basados en carbono. El desafío para el equipo era evitar que los materiales orgánicos de conversión de luz se degradaran rápidamente durante su uso. Experimentos anteriores han producido paneles cuya eficiencia cayó por debajo del 40% de su valor en solo 12 semanas.
Al estudiar la naturaleza del daño que sufrieron esas células solares, el equipo reconoció que solo necesitaban mejorar en algunos lugares. En primer lugar, bloqueando la luz ultravioleta. Para ello agregaron una fina capa de óxido de zinc en el lado del vidrio que mira al sol. Para proteger los dispositivos que absorben la luz, el equipo agregó dos capas de materiales a base de carbono.
Yo evalúo en celdas solares transparentes
Luego, el equipo probó la capacidad de defensa de las nuevas celdas transparentes. Lo hizo con diferentes intensidades de luz solar simulada, desde el sol típico 1 hasta la luz de 27 soles y temperaturas de hasta 150 grados Fahrenheit. Al estudiar cómo disminuyó el rendimiento en estas condiciones, el equipo calculó que estas células solares son transparentes. seguirían funcionando al 80% de eficiencia después de 30 años. Un salto extraordinario.
Forrest ve que estos dispositivos terminan directamente en las ventanas de los hogares. Actualmente son 40% transparentes, pero el objetivo de 60% de transparencia está a la vuelta de la esquina.
Dado que los materiales para estas celdas transparentes pueden almacenarse y transportarse como líquidos, los costes de fabricación deberían ser relativamente bajos.
La investigación fue publicada en Nature Communications
