Pablo Javier PiacenteEl camino hacia el desarrollo de las energías limpias puede estar en las ventanas de nuestros hogares y en las pantallas de nuestros móviles: investigadores de la Universidad Nacional de Incheon, en Corea del Sur, han desarrollado células solares transparentes que reemplazan a los cristales de ventanas y móviles, transformando la luz solar en electricidad.
De acuerdo a un comunicado, la principal innovación tecnológica relacionada con este estudio es el uso de nuevos materiales semiconductores, que logran mejorar la captación de luz de las celdas solares e incrementan su versatilidad y eficacia. Los resultados de este trabajo fueron publicados en la revista Journal of Power Sources.
Aunque la energía solar siempre ha liderado las preferencias de la comunidad científica cuando se trata de imaginar un mundo sin combustibles fósiles, la realidad es que hasta el momento existen impedimentos prácticos que frenan su desarrollo. Es sin duda la fuente de energía más confiable y abundante en el planeta, pero las celdas solares no han alcanzado aún la eficiencia necesaria.
Es evidente que en las últimas décadas se ha avanzado al respecto, porque las células solares son más económicas y confiables en la actualidad. Sin embargo, una característica las limita: su opacidad. Esta condición impide su integración en espacios y materiales de uso cotidiano, obligando a colocarlas únicamente en techos o en instalaciones alejadas y especialmente diseñadas.
Las ventanas del mañana
Todo cambiaría si una nueva generación de paneles solares pudiera ser integrada en las ventanas de hogares y edificios, o incluso en las pantallas de los teléfonos móviles o tabletas. La investigación desarrollada por científicos e ingenieros surcoreanos muestra que es posible crear una celda solar completamente transparente.
Las células fotovoltaicas transparentes podrían tener amplias aplicaciones tecnológicas, solucionando parte de las limitaciones con las que se ha encontrado hasta hoy la energía solar.
El punto central del desarrollo de los investigadores asiáticos es haber solucionado el problema de la opacidad en los paneles o celdas, que se encuentra en sus capas semiconductoras. Para ello, emplearon dos nuevos materiales.
El dióxido de titanio (TiO2) es el primer material semiconductor incorporado en la nueva celda. Aunque ya se utiliza en celdas solares, en este caso se destacó su potencial para absorber la luz ultravioleta, dejando pasar al mismo tiempo un amplio porcentaje del rango de luz visible.
En tanto, el óxido de níquel (NiO), fue elegido como segundo semiconductor por su elevada transparencia óptica y sus características ecológicas.
Luego de estas elecciones, los especialistas diseñaron una celda solar que incluía un sustrato de vidrio y un electrodo de óxido metálico. Sobre esta estructura incorporaron una delgada capa de los nuevos semiconductores, TiO2 y NiO. Por último, emplearon un recubrimiento de nanocables de plata.
Resultados auspiciosos
Con este prototipo ya diseñado, los expertos realizaron testeos para evaluar la capacidad de absorción y transmisión de la luz del nuevo dispositivo. Los resultados son realmente alentadores, tanto en cuanto a la eficiencia en la conversión de energía como con respecto al funcionamiento en condiciones de escasa luminosidad.
Pero lo más destacable es que más del 57% de la luz visible se transmite a través de las capas de la célula, confirmando las ventajas de su carácter transparente. En el estudio, los investigadores demostraron que el panel creado como prototipo ya es capaz de alimentar un pequeño motor.
Como conclusión, los especialistas resaltaron que, aunque la nueva celda solar se encuentra aún en una etapa inicial de desarrollo, los resultados muestran que es posible optimizar las propiedades ópticas y eléctricas. De esta manera, creen que la energía fotovoltaica transparente contará en los próximos años con las condiciones necesarias para su crecimiento y popularización.
Referencia
Transparent photovoltaic cells and self-powered photodetectors by TiO2/NiO heterojunction. Thanh Tai Nguyen, Malkeshkumar Patel, Sangho Kim, Rameez Ahmad Mir et al. Journal of Power Sources (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228865
Foto:
La celda solar creada por el equipo de investigadores es transparente, una condición que permite su uso en una amplia gama de aplicaciones. Crédito: Joondong Kim, Incheon National University.
Es muy interesante además energía limpia y barata lastima que no está más extendido su uso, parece que a los gobiernos no les interesa y ponen muchas trabas