Investigadores del MIT desarrollan una técnica de fabricación escalable para producir células solares ultrafinas y ligeras que pueden añadirse sin problemas a cualquier superficie.
Estas células solares duraderas y flexibles, mucho más finas que un cabello humano, están pegadas a un tejido resistente y ligero, lo que facilita su instalación en una superficie fija. Pueden proporcionar energía sobre la marcha como un tejido de energía portátil o ser transportados y desplegados rápidamente en lugares remotos para la asistencia en situaciones de emergencia.
Pesan una centésima parte que los paneles fotovoltaicos convencionales, generan 18 veces más energía por kilogramo y se fabrican con tintas semiconductoras mediante procesos de impresión que pueden ampliarse en el futuro a la fabricación de grandes superficies.
Al ser tan finas y ligeras, estas células solares pueden laminarse sobre superficies muy diversas. Por ejemplo, podrían integrarse en las velas de un barco para suministrar energía en alta mar, adherirse a tiendas de campaña y lonas que se despliegan en operaciones de recuperación de catástrofes, o aplicarse a las alas de drones para ampliar su autonomía de vuelo. Esta tecnología solar ligera puede integrarse fácilmente en entornos construidos con necesidades de instalación mínimas.
Para fabricar las células solares, utilizan nanomateriales en forma de tintas electrónicas imprimibles. Trabajando en la sala blanca del MIT.nano, recubren la estructura de la célula solar utilizando un recubridor de ranura, que deposita capas de los materiales electrónicos sobre un sustrato preparado y liberable de sólo 3 micras de grosor. Mediante serigrafía (una técnica similar a la de los diseños que se añaden a las camisetas serigrafiadas), se deposita un electrodo sobre la estructura para completar el módulo solar.
A continuación, los investigadores pueden despegar el módulo impreso, de unas 15 micras de grosor, del sustrato de plástico, formando un dispositivo solar ultraligero.
Pero estos módulos solares tan finos y autónomos son difíciles de manejar y pueden romperse con facilidad, lo que dificultaría su despliegue. Para resolver este problema, el equipo del MIT buscó un sustrato ligero, flexible y resistente al que pudieran adherirse las células solares. Identificaron los tejidos como la solución óptima, ya que proporcionan resistencia mecánica y flexibilidad con poco peso añadido.
Encontraron un material ideal: un tejido compuesto que pesa sólo 13 gramos por metro cuadrado, conocido comercialmente como Dyneema. Este tejido está hecho de fibras tan resistentes que se utilizaron como cuerdas para sacar del fondo del Mediterráneo el crucero hundido Costa Concordia. Añadiendo una capa de pegamento de curado ultravioleta, de solo unas micras de grosor, adhieren los módulos solares a láminas de este tejido. Se forma así una estructura solar ultraligera y mecánicamente robusta.
Supera a las células solares convencionales.
Cuando probaron el dispositivo, los investigadores del MIT descubrieron que podía generar 730 vatios de potencia por kilogramo cuando estaba independiente y unos 370 vatios por kilogramo si se desplegaba sobre el tejido Dyneema de alta resistencia, lo que supone unas 18 veces más potencia por kilogramo que las células solares convencionales.
También probaron la durabilidad de sus dispositivos y descubrieron que, incluso después de enrollar y desenrollar un panel solar de tela más de 500 veces, las células seguían conservando más del 90% de su capacidad inicial de generación de energía.
Aunque sus células solares son mucho más ligeras y flexibles que las tradicionales, tendrían que estar recubiertas de otro material para protegerlas. El material orgánico a base de carbono utilizado para fabricar las células podría modificarse al interactuar con la humedad y el oxígeno del aire, lo que podría deteriorar su rendimiento. Están trabajando para solucionar este problema.
Vía mit.edu
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