Hacia los paneles solares invisibles
Cinco años después del acuerdo climático que se alcanzó en París, todas las miradas están puestas en el progreso del mundo en el camino hacia un futuro libre de carbono.
La celda solar creada por el equipo de investigadores es transparente, una condición que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones. / Joondong Kim, Incheon National University.
Una parte crucial de este objetivo implica la transición energética de los combustibles fósiles a las fuentes renovables, como el sol, el agua, el viento y la energía de las olas. Entre ellas, la energía solar siempre ha sido la que más esperanzas ha depositado en la comunidad científica, por ser la fuente de energía más fiable y abundante de la Tierra.
En los últimos decenios, las células solares se han vuelto más baratas, más eficientes y más respetuosas con el medio ambiente. Sin embargo, las células solares actuales tienden a ser opacas, lo que impide su uso más amplio y su integración en los materiales cotidianos, limitándose a ser alineadas en los tejados y en las granjas solares remotas.
¿Pero qué pasaría si los paneles solares de la próxima generación pudieran integrarse en las ventanas, edificios o incluso a las pantallas de los teléfonos móviles? Esa es la esperanza del Profesor Joondong Kim del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Incheon, Corea. En un estudio reciente publicado en la revista Journal of Power Sources, él y sus colegas detallan su último invento: una célula solar totalmente transparente. “Las características únicas de las células fotovoltaicas transparentes podrían tener varias aplicaciones en la tecnología humana”, dice el profesor Kim.
La idea de las células solares transparentes es bien conocida, pero esta novedosa aplicación en la que los científicos han podido llevar esta idea a la práctica es un nuevo hallazgo crucial. En la actualidad, los materiales que hacen opaca a la célula solar son las capas semiconductoras, las responsables de capturar la luz y traducirla en una corriente eléctrica. Por lo tanto, el profesor Kim y sus colegas examinaron dos potenciales materiales semiconductores, identificados por investigadores anteriores por sus propiedades deseables.
El primero es el dióxido de titanio (TiO2), un semiconductor muy conocido que ya se utiliza ampliamente para fabricar células solares. Además de sus excelentes propiedades eléctricas, el TiO2 es también un material ecológico y no tóxico. Este material absorbe la luz UV (una parte del espectro de luz invisible a simple vista) mientras deja pasar la mayor parte del rango de luz visible. El segundo material investigado para hacer esta unión fue el óxido de níquel (NiO), otro semiconductor conocido por su alta transparencia óptica. Como el níquel es uno de los elementos abundantes en la Tierra, y su óxido puede ser fácilmente fabricado a bajas temperaturas industriales, el NiO es también un gran material para hacer células ecológicas.
La célula solar preparada por los investigadores estaba compuesta por un sustrato de vidrio y un electrodo de óxido metálico, sobre el que depositaron finas capas de los semiconductores (primero TiO2, luego NiO) y un recubrimiento final de nanocables de plata, que actuaban como el otro electrodo de la célula. Hicieron varias pruebas para evaluar la absorbencia y la transmisión de la luz del dispositivo, así como su eficacia como célula solar.
Sus resultados fueron alentadores; con una eficiencia de conversión de energía del 2,1%, el rendimiento de la célula fue bastante bueno, teniendo en cuenta que solo se dirige a una pequeña parte del espectro de luz. La célula también era muy sensible y funcionaba en condiciones de poca luz. Además, más del 57% de la luz visible se transmitía a través de las capas de la célula, dándole este aspecto transparente. En la parte final de su experimento, los investigadores demostraron cómo su dispositivo podía ser utilizado para alimentar un pequeño motor. “Aunque esta innovadora célula solar está todavía en sus inicios, nuestros resultados sugieren claramente que es posible mejorar aún más los sistemas fotovoltaicos transparentes optimizando las propiedades ópticas y eléctricas de la célula”, sugiere el profesor Kim.
Ahora que han demostrado la practicidad de una célula solar transparente, esperan mejorar aún más su eficiencia en un futuro próximo. Solo una mayor investigación puede decir si se convertirán en realidad, pero a todos los efectos, esta nueva tecnología abre una ventana – bastante literal – hacia un futuro de energía limpia.
