Células solares transparentes para una nueva era de energía personalizada
Hoy en día, la inminente crisis del cambio climático exige que se pase de los combustibles fósiles de uso convencional a fuentes eficientes de energía verde renovable. Esto ha llevado a los investigadores a estudiar el concepto de “energía personalizada“, que haría posible la generación de energía in situ.
Unos científicos han estado desarrollando células solares transparentes que pronto podrán ser utilizadas en todo tipo de dispositivos, incluyendo edificios, vehículos, teléfonos celulares y sensores. / Joel Filipe on Unsplash
Por ejemplo, podrían integrarse células solares en las ventanas, los vehículos, las pantallas de los teléfonos móviles y otros productos de uso cotidiano. Pero para ello, es importante que los paneles solares sean prácticos y transparentes. Con este fin, los científicos han desarrollado recientemente dispositivos “fotovoltaicos transparentes” (TPV), versiones transparentes de la célula solar tradicional. A diferencia de las células solares opacas y oscuras convencionales (que absorben la luz visible), los TPV utilizan la luz “invisible” que cae en el rango ultravioleta (UV).
Las células solares convencionales pueden ser del “tipo húmedo” (basadas en soluciones) o del “tipo seco” (compuestas de semiconductores de óxido metálico). De estas, las células solares de tipo seco tienen un ligero margen sobre las de tipo húmedo: son más fiables, ecológicas y rentables. Además, los óxidos metálicos son muy adecuados para utilizar la luz ultravioleta. Sin embargo, a pesar de todo esto, el potencial de los TPVs de óxido metálico no ha sido completamente explorado hasta ahora.
Con este fin, unos investigadores de la Universidad Nacional de Incheon, República de Corea, idearon un diseño innovador para un dispositivo fotovoltaico transparente a base de óxido metálico. Insertaron una capa ultrafina de silicio (Si) entre dos semiconductores transparentes de óxido metálico con el objetivo de desarrollar un dispositivo TPV eficiente. Estas conclusiones se publicaron en la revista Nano Energy. El profesor Joondong Kim, que dirigió el estudio, explica: “Nuestro objetivo era idear una célula solar transparente de alta potencia, incrustando una película ultrafina de Si amorfo entre el óxido de zinc y el óxido de níquel”.
Este novedoso diseño que utiliza una película de Si tiene tres ventajas principales. En primer lugar, permite la utilización de luz de mayor longitud de onda (en contraposición a los TPV normales). En segundo lugar, da lugar a una eficiente recolección de fotones. Tercero, permite un transporte más rápido de las partículas cargadas a los electrodos. Además, el diseño puede generar potencialmente electricidad incluso en situaciones de poca luz (por ejemplo, en días nublados o lluviosos). Los científicos confirmaron además la capacidad de generación de energía del dispositivo utilizándolo para hacer funcionar el motor de corriente continua de un ventilador.
Basándose en estos hallazgos, el equipo de investigación es optimista en cuanto a que la aplicabilidad en la vida real de este nuevo diseño TPV será pronto posible. En cuanto a las aplicaciones potenciales, hay muchas, como explica el Profesor Kim, “Esperamos extender el uso de nuestro diseño TPV a todo tipo de material, desde edificios de cristal hasta dispositivos móviles como coches eléctricos, teléfonos inteligentes y sensores”. No solo esto, el equipo está entusiasmado por llevar su diseño al siguiente nivel, utilizando materiales innovadores como semiconductores 2D, nanocristales de óxidos metálicos y semiconductores de sulfuro.
