Conclusiones clave
- Investigadores en Australia han desarrollado una célula solar semitransparente especial.
- Es un poco menos eficiente que los paneles solares tradicionales, pero deja entrar suficiente luz para usarlo como ventana.
- Los investigadores quieren instalar estas ventanas generadoras de electricidad semitransparentes en rascacielos que normalmente carecen de espacio en el techo para los paneles solares tradicionales.
Los investigadores han ideado una solución innovadora para convertir las monstruosidades urbanas en generadores de energía limpia.
Un equipo de investigadores australianos ha creado células solares semitransparentes que creen que algún día podrían permitir que los rascacielos generen su propia energía. Las células solares transparentes están hechas de células de perovskita, que a menudo se consideran el futuro de las células solares.
“Este trabajo proporciona un gran paso adelante hacia la realización de dispositivos de perovskita estables y de alta eficiencia que se pueden implementar como ventanas solares para aprovechar lo que es una oportunidad de mercado en gran parte sin explotar”, profesor Jacek Jasieniak del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de Monash, dijo en un comunicado de prensa de la universidad.
Ventanas activadas
El silicio cristalino ha sido la elección preferida para construir paneles solares durante décadas. Los investigadores, sin embargo, han estado buscando alternativas, principalmente debido al costoso e intensivo proceso de creación de paneles solares a base de silicio.
Las células solares de perovskita se han convertido en una alternativa prometedora. La perovskita recibe su nombre por su particular estructura cristalina. El científico alemán Gustav Rose lo descubrió en 1839. Las perovskitas son fáciles de sintetizar y su estructura distintiva las hace altamente eficientes como energía fotovoltaica (PV) para convertir la luz solar en energía.
Sobre la base de esto, el equipo de investigadores del Centro de Excelencia en Ciencias de Exciton ARC dirigido por el profesor Jasieniak ha creado células de perovskita con una eficiencia de conversión del 15,5 %, al tiempo que permite el paso de más del 20 % de la luz visible. Para poner esto en perspectiva, las celdas de silicio de la azotea suelen tener una eficiencia de alrededor del 20 por ciento.
En 2020, el mismo grupo de investigadores produjo células solares de perovskita semitransparentes con una eficiencia de conversión de energía del 17 % y podía dejar pasar el 10 % de la luz visible.
Si bien la eficiencia de conversión de energía en las últimas investigaciones es un poco más baja que los resultados anteriores del equipo, la cantidad de luz visible que el nuevo material permite pasar se ha duplicado. Los investigadores argumentan que esto aumentaría significativamente su potencial de uso en una amplia gama de aplicaciones del mundo real.
"[Las células solares semitransparentes] han llamado mucho la atención en el mercado fotovoltaico integrado en edificios (BIPV), ya que aumentan en gran medida el área de superficie disponible que se puede utilizar para generar electricidad en un entorno urbano", nota los investigadores. "Además, también tienen la ventaja de reducir la ganancia de calor incidente en los edificios al absorber y reflejar parcialmente la luz solar".
Un paso más cerca
Otra mejora en las células solares de perovskita creadas como parte de la última investigación es la estabilidad a largo plazo cuando se prueban para iluminación y calentamiento continuos, que los investigadores creen que imita las condiciones que el material encontraría en el uso del mundo real.
Actualmente no se construyen edificios para albergar fachadas generadoras de energía.
"La ciencia subyacente funciona, y el concepto es fantástico, especialmente para edificios con enormes fachadas de vidrio y relativamente poco espacio en el techo disponible para la energía fotovoltaica de silicio convencional", dijo el Dr. James O'Shea, profesor asociado y lector de física. la Escuela de Física y Astronomía y el Instituto de Energía de la Universidad de Nottingham, le dijeron a Lifewire en un correo electrónico.
Lance Wheeler, científico del personal del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), también está entusiasmado con el desarrollo. "Las métricas de eficiencia y transparencia de las ventanas fotovoltaicas de perovskita continúan aumentando y podrían generar impactos en el mundo real", dijo Wheeler a Lifewire por correo electrónico.
Sin embargo, Wheeler señaló que se deben abordar varias áreas además de la eficiencia y la transparencia antes de que veamos estas ventanas fotovoltaicas semitransparentes implementadas de manera ubicua.
Para empezar, tendrían que adquirir un color estéticamente aceptable. Wheeler dijo que las celdas de perovskita son amarillas, naranjas o rojas, y debería haber una capa adicional para cambiar el color a grises neutros o azules y verdes sutiles, que son los más comunes para las ventanas.
Wheeler también reconoció que, si bien los materiales de perovskita han recorrido un largo camino en términos de durabilidad, las aplicaciones integradas en edificios son incluso más exigentes que la energía solar en techos o a gran escala, ya que las fallas y el reemplazo son más costosos y perjudiciales para los ocupantes.
Dra. O'Shea sugirió que las células solares de perovskita quizás se puedan usar junto con el silicio tradicional para hacer células híbridas con mayor eficiencia. Confía en que el desarrollo de las ventanas solares ayudará a impulsar la madurez de la tecnología de células solares de perovskita, lo que conducirá a una mayor adopción en los próximos años.
"Actualmente, los edificios no se construyen para albergar fachadas generadoras de energía", señaló Wheeler. "Tiene que haber educación y cambios en la industria de la construcción antes de que esto suceda a gran escala".
