Las células solares transparentes han atraído una gran atención, ya que pueden superar las limitaciones de las células solares tradicionales no transparentes, que pueden convertir diversos componentes, como ventanas, cobertizos agrícolas, paneles de vidrio de dispositivos inteligentes e incluso la piel humana, en dispositivos de captación de energía. Esta tecnología ha dado ahora un paso más para convertirse en realidad.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Tohoku (Japón) ha fabricado una célula solar semitransparente con una lámina atómica 2D. Estas células solares casi invisibles se han desarrollado utilizando óxido de indio y estaño (ITO) como electrodo transparente y disulfuro de tungsteno (WS2) como capa fotoactiva.
Sorprendentemente, estas células solares alcanzaron una transparencia visible media del 79%, lo que significa que, en teoría, pueden colocarse en cualquier lugar: ventanas de edificios, el panel frontal de los coches e incluso en la piel humana.
A pesar de los recientes avances en células solares transparentes con semiconductores orgánicos y de perovskita, la transparencia media visible de estas células solares es inferior al 70%. Sigue siendo un reto crear células solares más transparentes. Los científicos llevan mucho tiempo intentando desarrollar células solares transparentes, pero hasta ahora no han existido materiales adecuados.
Para crear una célula solar casi invisible, el equipo de investigación japonés controló las barreras de contacto entre el óxido de indio y estaño (ITO), uno de los óxidos conductores transparentes más utilizados, y una monocapa de disulfuro de tungsteno. Recubrieron varios metales finos sobre el ITO e insertaron una fina capa de óxido de tungsteno entre el ITO recubierto y el disulfuro de tungsteno.
Como resultado, los investigadores descubrieron que la eficiencia de conversión de energía de la célula solar con el electrodo optimizado era más de 1000 veces superior a la de un dispositivo que utilizara un electrodo ITO normal.
El equipo de investigación también estudió cómo ampliar su célula solar para utilizarla en un panel fotovoltaico real. Repitiendo los experimentos en este dispositivo unitario optimizado con un número adecuado de conexiones en serie y en paralelo, se pudo aumentar la potencia total hasta 420 pW a partir de una célula solar de 1 cm² con un valor muy alto (79%) de transmisión media visible.
Descubrimos las modificaciones de diseño apropiadas para evitar una caída de tensión inesperada que acompaña al aumento del área del dispositivo.
Toshiaki Kato, profesor asociado de la Escuela de Postgrado de Ingeniería de la Universidad de Tohoku.
Vía www.tohoku.ac.jp
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