Un equipo del CEA, en colaboración con la Universidad Pablo de Olavide y la empresa suiza Solaronix, ha desarrollado una nueva familia de colorantes fotocrómicos especialmente diseñados para la energía fotovoltaica. El resultado de este trabajo prepara el camino para el vidrio solar cuya transparencia se adapta inteligentemente a la luz.
El mundo de las ventanas inteligentes ahora tiene un «aliado» extra. Se trata de los nuevos paneles fotovoltaicos fotocrómicos creados por el Instituto de Investigación Interdisciplinaria de Grenoble (del CEA francés), en colaboración con la Universidad española Pablo de Olavide y la empresa suiza Solaronix.
El equipo ha desarrollado algunos tintes que pueden cambiar de color dependiendo de la incidencia de la luz y actuar como una capa activa en las células solares. Una cualidad que los convierte en elementos valiosos para las ventanas productoras de energía.
Una de las tecnologías más investigadas en este campo es la fotovoltaica semitransparente: las células solares permiten captar la energía sin bloquear completamente el paso de la luz. Sin embargo, hay un problema, como explican los científicos:
La fotovoltaica semitransparente permite la producción de células solares con una transmisión óptica que se fija durante su fabricación, a través de un compromiso fijo entre transparencia y eficiencia. Sin embargo, para su integración en edificios, las unidades deberían generar electricidad, ofreciendo idealmente a los usuarios la posibilidad de una transmisión de luz autoajustable según la intensidad de la luz durante el día.
El grupo pudo llegar a este objetivo con los nuevos paneles fotovoltaicos fotocromados basados en el colorante difenil-naftopirano. Al igual que con las gafas fotocrómicas, los dispositivos hechos por los investigadores se oscurecen con luz fuerte y se aclaran de nuevo tan pronto como la intensidad del sol disminuye. El punto de inflexión es que han logrado conciliar el fotocromatismo y el efecto fotovoltaico.
El sistema es simple: en la oscuridad el tinte es casi transparente e inactivo; bajo la luz cambia de amarillo a naranja, rojo o verde oscuro, comenzando a producir electricidad.
Para el desarrollo de ventanas fotovoltaicas inteligentes y su integración en los edificios, las propiedades ópticas variables y autoadaptables serían muy valiosas. El objetivo final es crear células capaces de regular su absorción bajo una iluminación más intensa para producir energía sin ninguna manipulación externa.
El prototipo tiene una superficie activa de 14 centímetros cuadrados y, tras alcanzar la coloración completa, tiene una potencia de 32,5 mW y una eficiencia de hasta el 4,17%. Los valores siguen siendo muy bajos pero el estudio no ha hecho más que empezar y la fotovoltaica orgánica sigue siendo una apuesta interesante gracias a los costes de producción significativamente bajos.
Incluso los primeros resultados en términos de estabilidad son muy alentadores (al menos 50 días sin encapsulación, es decir, sin ninguna protección en la célula). Por lo tanto, la estabilidad de estas células y las velocidades de transición entre el brillo bajo y alto deben ser optimizadas.
Más información: www.nature.com
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