Un nuevo material para convertir ventanas en paneles solares eficientes

Los científicos llevan tiempo trabajando en distintos métodos para producir células solares transparentes que puedan llegar a sustituir a las ventanas de nuestras casas, las fachadas de cristal de los edificios o las pantallas de nuestros móviles. El problema hasta ahora era la baja eficiencia de estas células fotoeléctricas, pero un equipo internacional de científicos acaba de encontrar un nuevo electrodo que promete cambiar las reglas del juego.

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La mayoría de los paneles solares actuales están hechos de silicio aunque los científicos advierten que esta tecnología está ya muy cerca de llegar a su límite. Mientras tanto ha habido grandes avances con las células de perovskita, un material que se puede apilar sobre las células tradicionales y actuar en tándem con ellas haciéndolas más eficientes.

El nuevo estudio, publicado por este grupo de investigadores en la revista Nano Energy, se basa en trabajos anteriores que usaban películas ultrafinas de oro como electrodos transparentes de estas células de perovskita. El problema hasta ahora había sido conseguir una capa uniforme que facilitara la conductividad, pero los autores del nuevo estudio han descubierto que usando cromo como capa inicial para la formación de la película de oro se evitan estos problemas.

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"Hemos demostrado que podemos fabricar electrodos a partir de una capa de oro muy fina, de casi pocos átomos", dijo Shashank Priya, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la universidad estadounidense de Penn State. "La fina capa de oro tiene una alta conductividad eléctrica y al mismo tiempo no interfiere con la capacidad de la célula para absorber la luz solar".

Según el estudio, la célula solar de perovskita que desarrolló el equipo alcanzó una eficiencia del 19,8%, un récord para este tipo de células. Pero cuando se combinó con una célula solar de silicio el dispositivo alcanzó una eficiencia del 28,3%, superior al 23,3% de eficiencia de la célula de silicio sola.

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"Una mejora del 5% en la eficiencia es gigantesca", dijo Priya. "Esto significa básicamente que se están convirtiendo unos 50 vatios más de luz solar por cada metro cuadrado de material de célula solar". Las huertas solares pueden estar formadas por miles de módulos, así que eso suma mucha electricidad, y es un gran avance".

Todavía queda trabajo por hacer para que esta tecnología llegue a nuestras ventanas de manera comercial, pero los científicos afirman que su descubrimiento es un gran avance en dos cuestiones fundamentales en el desarrollo de este tándem de células solares: la transparencia y la conductividad del electrodo superior.

Paneles solares transparentes en todas partes

Ha pasado ya tiempo desde que en 2014 investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) crearan el primer panel solar totalmente transparente. En la actualidad este sistema ha mejorado sustancialmente y expertos como Richard Lunt, profesor asociado de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la MSU, pronostican que estas células solares transparentes representan el futuro de la energía fotovoltáica.

Lunt afirma que estos paneles solares transparentes tienen un potencial de generación de energía similar al de la energía solar en los tejados, además de sus otras aplicaciones que mejorarían la eficiencia de los edificios, los coches y los dispositivos móviles. Lunt y su equipo han hecho cuentas y han calculado que sólo en Estados Unidos hay actualmente entre 5.000 y 7.000 millones de metros cuadrados de superficie de vidrio.

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Con esta cantidad de superficie acristalada para cubrir, asegura Lunt, la tecnología de paneles solares transparentes tiene el potencial de satisfacer alrededor del 40% de la demanda energética anual del país. Uniendo esta tecnología a la de los techos solares se estima que entre ambas podrían ayudar a satisfacer casi el 100% de las necesidades de electricidad de un país como Estados Unidos. Aun así, los investigadores son conscientes de que para que esto pase antes hay que poder cargarse al malo del final del juego: conseguir mejorar los sistemas de almacenamiento para esta energía.