Los científicos construyen células solares transparentes altamente eficientes

• Los investigadores desarrollan células solares transparentes energéticamente eficientes utilizando compuestos de microalambres de silicio.
• Además de la luz solar absorbida, estas células solares también utilizan rayos reflejados para producir energía.

En los últimos años, los científicos han abierto las compuertas de la investigación centrada en las células solares transparentes que creen que la energía solar puede satisfacer las demandas de la sociedad y podría ser la próxima gran novedad.

En este interesante fenómeno de la energía fotovoltaica, existe un compromiso inevitable entre la entrada de luz (transparencia visible) y la generación de energía (eficiencia de conversión fotovoltaica).

Hasta ahora, hemos visto varias células solares transparentes tintadas con baja eficiencia energética y transparencias modestas. No son adecuados para su instalación en dispositivos electrónicos, ventanas de automóviles y ventanas fotovoltaicas integradas en edificios.

Ahora, los investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Corea del Sur han desarrollado células solares transparentes energéticamente eficientes utilizando compuestos de microalambres de silicio. Tienen varillas de silicona cilíndricas incrustadas en un material polimérico transparente y flexible.

¿En qué se diferencia de otras células solares transparentes?

A diferencia de las células solares transparentes existentes, que se basan principalmente en tintes, compuestos orgánicos y perovskitas, las nuevas células solares flexibles y de color neutro se basan en el patrón de microhilos de silicio n.

El método llamado grabado iónico de reacción profunda se utiliza para fabricar estos microalambres con espaciado controlable. Luego se incrustan en una matriz de polímero transparente flexible.

Referencia:Luz:Volumen de ciencia y aplicaciones | DOI:10.1038 / s41377-019-0234-y | UNISTA

Está diseñado de tal manera que la luz solar reflejada de las varillas de silicio se puede controlar para aumentar la eficiencia. Más específicamente, la transmitancia de la luz se puede ajustar del 10 al 55 por ciento cambiando el espacio entre los microcables.

¿Cómo funciona?

Cada barra de silicio de esta célula solar funciona como una capa fotoactiva:absorbe la luz solar y genera electricidad. Los investigadores han dispuesto las varillas a intervalos específicos para que no se puedan ver a simple vista. Por lo tanto, las células solares mantienen características flexibles y transparentes del propio sustrato.

El proceso de fabricación de la nueva celda solar transparente | Cortesía de investigadores

Para aumentar la capacidad de absorción de la luz sin comprometer la transparencia, los investigadores alteraron drásticamente la forma de la punta de los microalambres de silicio. Si bien las células solares convencionales absorben, transmiten y reflejan la luz, no aprovechan la luz reflejada.

La nueva estructura, por otro lado, absorbe la luz reflejada de regreso a la celda solar:la luz solar reflejada desde la parte superior de la barra de silicio es absorbida por la barra contigua.

Las células solares transparentes basadas en los microalambres de punta inclinada han mostrado una eficiencia del 8% con una transparencia visible del 10%. Esta es la mayor eficiencia lograda entre las células solares transparentes basadas en silicio. Pueden mantener su eficiencia inicial incluso después de docenas de pruebas de flexión.

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Y a diferencia de otras células solares transparentes de color neutro, que se fabrican sobre sustratos de vidrio rígido, estas células solares flexibles podrían tener varias aplicaciones del mundo real, que van desde dispositivos portátiles y portátiles hasta generación de energía integrada en edificios.