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Pronto las ventanas de edificios podrán funcionar como paneles solares

Un equipo de científicos de The Institute of Photonic Sciences (ICFO) ha fabricado una célula solar orgánica óptima con un alto nivel de transparencia y una alta eficiencia de conversión de energía.

Según los autores, esto supone un paso prometedor hacia las energías renovables asequibles, limpias, ampliamente utilizadas y urbanamente integradas.

Hasta ahora, los paneles solares comerciales están, en su mayor parte, compuestos de unas células solares basadas en silicio cristalino, muy eficientes en la conversión de la radiación solar en energía eléctrica, pero con importantes obstáculos para su máxima explotación.

Por ejemplo, los paneles deben ser orientados de manera en que reciban directamente la luz solar. Además, están limitados para absorber la luz difusa. Eso, sin contar que los paneles solares que se venden hoy en el mercado son pesados, opacos, y ocupan mucho espacio.

Ventajas de los nuevos paneles solares

Entre las ventajas de estos nuevos paneles solares están que, mientras que las células orgánicas aún no han alcanzado valores de eficiencia de las células de silicio, estas células fotovoltaicas orgánicas (OPV) han demostrado ser más ligeras, más flexibles (capaces de adaptarse a superficies curvas), y aún más sensibles a la luz difusa, así como la luz solar indirecta.

Lo anterior hace que estemos en presencia de una tecnología fotovoltaica más atractivas para muchas aplicaciones de uso diario, sobre todo por su potencial semitransparencia. En ese sentido, estos paneles podrían ser colocados en los edificios como sustituto de las ventanas que, además de dejar pasar el sol, puedan captura la energía necesaria para el funcionamiento del edificio.

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¿Cómo lograr esto?

Las OPV, como cualquier otra tecnología fotovoltaica, alcanzan su máximo de luz a la eficiencia de conversión de energía eléctrica con dispositivos opacos. Para convertir estas células en dispositivos transparentes, el electrodo de metal en la parte posterior debe ser diluido hasta sólo unos pocos nanómetros, lo que reduce drásticamente la capacidad del dispositivo para recoger la luz solar.

Pero los investigadores del ICFO han sido capaces de desarrollar una célula semitransparente, que incorpora un cristal fotónico, y alcanzar un rendimiento de la célula casi tan alto como su contraparte opaca.

El equipo colocó este cristal fotónico extra sobre la célula y fue capaz de aumentar la cantidad de luz infrarroja y ultravioleta absorbida por la célula, alcanzando una eficiencia de 5,6 % y a su vez, preservando una transparencia casi indistinguible respecto al vidrio normal.

Pero la cosa no acaba ahí. Para llegar a tener una adecuada visión arquitectónica, el color de las células puede modificarse simplemente cambiando la configuración de las capas del cristal fotónico .

«El descubrimiento abre el camino para la innovación a otras aplicaciones industriales en el sector de la energía fotovoltaica transparente. A medio plazo, se espera llegar a los altísimos niveles de transparencia y eficiencia necesarias para alimentar dispositivos como pantallas, tabletas y teléfonos inteligentes», explica Jordi Martorell, líder del estudio.

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