Un nuevo tipo de célula solar prácticamente invisible podría ayudar algún día a que las superficies de vidrio cotidianas generen electricidad. Esto podría incluir ventanas y techos corredizos de automóviles, gafas inteligentes, dispositivos portátiles, fachadas de edificios y ventanas de viviendas.
Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur han desarrollado células solares de perovskita ultrafinas y transparentes, aproximadamente 10 000 veces más delgadas que un cabello humano y unas 50 veces más delgadas que las células solares de perovskita convencionales. El equipo de investigación de la NTU, liderado por la profesora asociada Annalisa Bruno, publicó los hallazgos en ACS Energy Letters (a través de TechXplore ).
¿Pueden las células solares integrarse en el vidrio cotidiano?
Estas células solares son semitransparentes y de color neutro, por lo que podrían integrarse en el vidrio sin que parezca un panel solar tradicional . Esto podría ser útil en ciudades donde los tejados ya se utilizan para la energía solar, pero las ventanas y las fachadas verticales de vidrio aún no se aprovechan por completo.
Investigadores de todo el mundo trabajan para que la tecnología solar sea más accesible y atractiva para el usuario común. Algunos desarrollan células solares de colores que mejoren la estética de los paneles en los hogares , mientras que la propuesta de la NTU se centra en lograr que las células solares se integren casi por completo en el vidrio. Si se implementa a gran escala, podría contribuir a resolver uno de los mayores desafíos de la energía solar: generar energía limpia sin que las personas tengan que modificar el aspecto de sus hogares, automóviles o dispositivos.
Según la NTU, estas células pueden generar electricidad con luz indirecta y difusa, lo que las hace útiles para edificios urbanos densos con poca luz solar directa. Si se implementan a gran escala con éxito, los grandes edificios con fachadas de vidrio podrían generar, en teoría, varios cientos de megavatios-hora de electricidad al año, dependiendo de la orientación y la superficie útil de vidrio.
¿Qué retos quedan por superar antes de su comercialización?
El equipo fabricó las células mediante un proceso llamado evaporación térmica, en el que el material se calienta dentro de una cámara de vacío hasta que se convierte en vapor y luego se deposita formando una capa extremadamente fina. La NTU afirma que esto ayuda a crear capas uniformes en áreas más extensas, evita el uso de disolventes tóxicos y permite a los investigadores controlar la transparencia de las células solares.
El mejor resultado se obtuvo con la celda opaca de 60 nanómetros, que alcanzó una eficiencia de aproximadamente el 12 %. Las versiones opacas más delgadas alcanzaron una eficiencia de aproximadamente el 11 % a 30 nanómetros y del 7 % a 10 nanómetros. La versión semitransparente de 60 nanómetros permitió el paso de aproximadamente el 41 % de la luz visible, alcanzando una eficiencia del 7,6 %.
En comparación, los paneles solares convencionales para tejados son mucho más eficientes; muchos paneles domésticos comerciales convierten entre el 18 % y el 24 % de la luz solar en electricidad. La célula semitransparente de NTU no pretende superar a esos paneles en potencia bruta. Su ventaja radica en que puede aprovechar la energía solar en superficies donde los paneles solares convencionales serían poco prácticos o indeseables.
Todavía se trata de una investigación en fase de laboratorio, no de un producto listo para ventanas, automóviles o dispositivos portátiles. La NTU ha solicitado una patente y está en conversaciones con empresas para validar el proceso de fabricación. Los investigadores aún deben demostrar que las células se mantienen estables, resisten un uso prolongado y funcionan correctamente al producirse en superficies más extensas.