Inspenet, 27 de julio 2023.
Expertos en ciencia de materiales están explorando cómo integrar paneles solares transparentes en diferentes entornos.
Recientemente, se ha logrado un importante avance en Japón, donde un equipo de investigadores liderado por Toshiaki Kato de la Universidad de Tohoku ha desarrollado un diseño innovador que podría crear paneles solares invisibles.
El diseño ideado por Kato se fundamenta en el uso del óxido de indio y estaño (ITO), un material conductor que es transparente. Para crear su célula solar, el equipo de investigación de Kato expuso un electrodo de ITO a un vapor de disulfuro de tungsteno (WS2). Bajo ciertas condiciones, el vapor depositó una fina capa de WS2 de solo un átomo de grosor en la superficie del ITO, lo que lo convierte en un semiconductor.
Para lograr esto, el equipo de Kato cubrió el ITO con una selección cuidadosa de metales delgados y colocó una capa aislante entre el ITO y el WS2. De este modo, los investigadores pudieron controlar con precisión la “barrera de contacto” entre ambos materiales, que determina la energía que los electrones deben adquirir para pasar de un material al otro.
En esta situación, los electrones presentes en la capa de WS2 atraviesan la barrera de contacto al absorber los fotones que ingresan y realizan saltos entre las dos “bandas de energía” del semiconductor, lo que transforma el material de un estado aislante a uno conductor.
¿Qué tan eficientes serían los paneles solares invisibles?
Ante tal descubrimiento, el equipo de Kato logró aumentar significativamente la altura de la barrera de contacto en su proceso de fabricación en comparación con diseños previos. Esto resultó en un drástico incremento del voltaje entre los electrones en el ITO y los “agujeros” que dejaban en el semiconductor.
Gracias a estas mejoras, su dispositivo es 1.000 veces más eficiente para convertir la luz entrante en energía eléctrica que las celdas solares basadas en ITO que existen actualmente. Al mismo tiempo, la elección de materiales por parte del equipo resultó mucho más transparente que en diseños previos, permitiendo que aproximadamente el 79% de la luz incidente pase directamente a través del dispositivo.
El equipo también investigó cómo producir su celda solar a mayor escala sin sacrificar eficiencia. A diferencia de celdas solares basadas en ITO anteriores, donde el aumento del área de superficie del material resultaba en una disminución del voltaje, los investigadores demostraron que se podía mantener un alto rendimiento en celdas solares de hasta 1 cm2.
Paneles transparentes y más eficientes brindan amplias posibilidades
Este significativo avance en transparencia y eficiencia podría ser un paso crucial en los esfuerzos por integrar paneles solares de forma casi invisible en diversas tecnologías existentes.
Si este material se vuelve comercialmente accesible en el futuro, el equipo de Kato considera que permitiría que una amplia variedad de dispositivos electrónicos capturen la abundante energía solar sin depender de una red o fuente de alimentación externa.
Estamos ante un futuro donde las ventanas podrían transformarse en eficientes recolectores de energía, los dispositivos electrónicos podrían autónomamente alimentarse y los paneles solares transparentes podrían fundirse perfectamente con nuestro entorno cotidiano, pasando desapercibidos a simple vista. El sol ha estado presente siempre, pero ahora estamos más cerca que nunca de aprovechar su energía de maneras innovadoras y revolucionarias.
Fuente y foto: https://ecoinventos.com/los-paneles-solares-transparentes-podrian-transformar-tus-ventanas-en-generadores-de-energia/amp/
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