Las células solares tradicionales basadas en el silicio son completamente opacas, lo que funciona para las huertas solares y los tejados, pero anularía el propósito de las ventanas. Una célula solar transparente cambiaría las reglas del juego.
Ahora, en un esfuerzo por llevar las células solares transparentes a las ventanas de las casas, los investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado una técnica para fabricar a escala sus células solares, altamente eficientes y semitransparentes.
Las células solares orgánicas, en las que el absorbente de luz es un tipo de plástico, pueden ser transparentes. Pero estas células se han quedado atrás con respecto a sus primas basadas en el silicio para la producción de energía, debido a problemas de ingeniería como la baja eficiencia y la corta vida útil, pero un trabajo reciente del laboratorio de Forrest ha logrado una eficiencia récord del 10% y una vida útil estimada de hasta 30 años.
Un reto importante en la fabricación de células solares transparentes es crear las conexiones eléctricas a escala micrométrica entre las células individuales que componen el módulo solar. Los métodos convencionales que utilizan el láser para modelar las células pueden dañar fácilmente los absorbentes de luz orgánicos.
En su lugar, los investigadores desarrollaron un método de patronaje de varios pasos que lograba una resolución a escala micrométrica. Depositaron películas finas y las modelaron en tiras extremadamente finas, y colocaron las capas orgánicas y metálicas. A continuación, el equipo despegó las tiras, creando unas interconexiones eléctricas muy finas entre las células.
El equipo conectó ocho células solares semitransparentes, cada una de ellas de 4 cm x 0,4 cm y separadas por interconexiones de 200 µm de ancho, para crear un único módulo de 13 cm2.
La eficiencia de conversión de energía del 7,3% era aproximadamente un 10% menor que la de las células solares individuales del módulo. Esta pequeña pérdida de eficiencia no aumenta con el tamaño del módulo, por lo que se esperan eficiencias similares también para los paneles a escala de metro.
Con una transparencia cercana al 50% y un tinte verdoso, las células son adecuadas para su uso en ventanas comerciales. Las transparencias más altas, que probablemente se prefieran para el mercado residencial, se consiguen fácilmente con esta misma tecnología.
Ahora es el momento de que la industria se implique para convertir esta tecnología en aplicaciones asequibles.
Xinjing Huang, estudiante de doctorado.
Con el tiempo, el panel de células solares flexibles se intercalará entre dos paneles de ventana. El objetivo de estas láminas para ventanas generadoras de energía es que sean transparentes en un 50% y tengan una eficacia del 10% al 15%. La técnica también puede generalizarse a otros dispositivos electrónicos orgánicos. Los investigadores ya la están aplicando a los OLED para la iluminación blanca.
Vía umich.edu
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