Investigadores desarrollan células solares transparentes innovadoras con eficiencia superior

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

¿Cómo es diferente de otras células solares transparentes?

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

El método llamado grabado iónico reactivo profundo se usa para fabricar estos microwires con espaciado controlable. Luego se incrustan en una matriz de polímero transparente flexible.

Está diseñado de tal manera que la luz solar reflejada de las varillas de silicio puede controlarse para aumentar la eficiencia. Más específicamente, la transmitancia de luz puede ajustarse del 10 al 55 por ciento cambiando el espaciado entre microwires.

¿Cómo funciona?

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

Proceso de fabricación de la nueva célula solar transparente | Cortesía de investigadores

Para aumentar la capacidad de absorción de luz sin comprometer la transparencia, los investigadores alteraron dramáticamente la forma de la punta de los microwires de silicio. Mientras absorción, transmisión y reflexión de luz ocurren en células solares convencionales, no aprovechan la luz reflejada.

La nueva estructura, por otro lado, absorbe la luz reflejada de vuelta en la célula solar: la luz solar reflejada desde la parte superior de la varilla de silicio es absorbida por la varilla adyacente.

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

Y a diferencia de otras células solares transparentes de color neutro, fabricadas en sustratos de vidrio rígido, estas células solares flexibles podrían tener varias aplicaciones en el mundo real, desde dispositivos móviles y wearables hasta generación de energía integrada en edificios.