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Investigación descubre la mejor célula solar bajo la luz doméstica: Energía fotovoltaica en interiores para el Internet de las cosas

13 noviembre, 2023 Deja un comentario

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Un grupo de científicos probó ocho células solares diferentes para averiguar qué tecnología funciona mejor bajo la luz doméstica.

Fotovoltaica e IoT, una combinación ganadora

Cuando se trata de optimizar células y módulos solares, la mayoría de los esfuerzos mundiales se centran, obviamente, en los dispositivos de exterior.

Sin embargo, una pequeña parte de la investigación mundial también está trabajando en la mejora de la energía fotovoltaica en interiores.

¿Por qué? Porque la fotovoltaica en interiores podría ofrecer una solución energética viable para el Internet de las Cosas (IoT). Los paneles solares capaces de producir energía con una simple iluminación doméstica tendrían, por ejemplo, la ventaja de facilitar los dispositivos IoT al eliminar los cables eléctricos o las baterías. De este modo, cada sistema se adaptaría a las necesidades de los usuarios finales.

A diferencia de la luz solar directa, que es intensa y rica en longitudes de onda, la luz interior, cuando es natural, es difusa y, en definitiva, más tenue. Cuando se trata de luz artificial, hay que considerar un reto adicional. Las fuentes de luz internas más utilizadas, como los LED blancos y las lámparas fluorescentes, tienen espectros de emisión estrechos que van de 400 a 700 nm. En comparación, la radiación solar tiene una longitud de onda entre 230 y 4000 nm. De ello se deduce que el ancho de banda óptimo de los materiales que absorben la luz también cambia (~1,9 eV en el caso de las bombillas).

El mejor material para la fotovoltaica de interior

Un grupo de científicos quería saber qué semiconductores podrían mejorar la fotovoltaica de interior. Es decir, cuáles son más capaces de convertir la luz artificial en electricidad. En realidad, no es la primera vez que se estudian células fotovoltaicas de interior fabricadas con distintos materiales bajo diferentes fuentes de luz. A diferencia de investigaciones anteriores, Uli Würfel y sus colegas compararon una serie de tecnologías solares con el mismo tipo de iluminación interior.

El experimento empleó ocho tipos de dispositivos fotovoltaicos, desde los tradicionales de silicio amorfo hasta tecnologías de tintes orgánicos, midiendo su eficiencia primero bajo luz solar simulada y luego bajo luz blanca fría de LED.

¿El resultado? Las células solares de fosfuro de galio e indio (InGaP) mostraron la mayor eficiencia bajo luz interior, convirtiendo casi el 40% de la energía luminosa. Como esperaban los investigadores, el rendimiento de este material fue modesto en comparación con bajo la luz solar.

Los científicos también señalaron que los materiales que contienen galio son caros y puede que nunca lleguen al mercado de masas. Especialmente en lo que se refiere a la fotovoltaica de interior, que justamente requiere precios bajos para ser realmente explotable.

¿Una alternativa? Las células solares de película orgánica y basadas en la perovskita, que son unidades menos costosas y no presentan problemas de estabilidad en condiciones de iluminación interior.

Vía acs.org

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Publicado en: Fotovoltaica

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