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Viernes, 11 septiembre 2015
Ingeniería

Nuevas células solares semitransparentes de alta eficacia y bajo costo

La energía solar es una fuente importante de energía renovable, en la que las células (o celdas) solares se emplean para convertir directamente luz en electricidad a través del efecto fotovoltaico.

 

La primera generación de paneles solares de silicio cristalino es altamente estable y con una conversión energética eficiente, pero opaca y cara.

 

La célula solar de segunda generación, encarnada por la célula solar de película delgada, tiene un peso ligero y puede fabricarse para que sea flexible. Sin embargo, estas células están hechas de materiales raros con una estructura complicada y necesitan tratamientos a altas temperaturas.

 

Los objetivos de investigación más perseguidos de los últimos años en tecnología de energía solar pasan por lograr desarrollar paneles solares con altas eficiencias de conversión de energía, fáciles de fabricar y con un coste bajo. Una de las vías que los científicos están explorando para conseguirlo es la de una posible tercera generación de células solares basadas en la perovskita. Esta vía ha atraído recientemente mucha atención de la comunidad científica debido precisamente a su alta eficiencia de conversión de energía, su fácil proceso de fabricación y su potencial bajo coste.

 

Desarrollar células solares transparentes o semitransparentes con una alta eficiencia y un bajo coste para reemplazar a los actuales paneles solares opacos y caros basados en el silicio se ha convertido en algo cada vez más importante debido a la demanda creciente de los sistemas fotovoltaicos integrados en los edificios.

 

El equipo de Yan Feng y You Peng, de la Universidad Politécnica de Hong Kong en China, ha desarrollado con éxito células solares basadas en la perovskita que son semitransparentes, eficientes y de bajo coste, gracias a su avanzado diseño que incluye electrodos de grafeno. Son las primeras células solares de tipo perovskita semitransparentes que usan el grafeno como electrodo.

 

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Yan Feng (izquierda) y You Peng (derecha) han inventado unas novedosas células solares basadas en la perovskita, que son semitransparentes, muy eficientes y de bajo coste, siendo su rasgo más llamativo que sus electrodos están hechos de grafeno. (Foto: The Hong Kong Polytechnic University)

 

El grafeno es un material que consiste en una capa de átomos de carbono posicionados de tal manera que conforman una retícula hexagonal, parecida a la de un panal de miel, y con un grosor de tan solo 1 átomo. Estas singulares características lo dotan de propiedades exóticas a las que se les puede sacar mucho provecho. El grafeno es un candidato ideal para los electrodos transparentes en las células solares con alta transparencia, buena conductividad y, previsiblemente, bajo coste.

 

La semitransparencia de la nueva célula solar permite que esta absorba luz desde ambos lados, y pueda ser empleada profusamente en ventanas, fachadas, rejillas y tejados de edificios para convertir energía solar en electricidad, incrementando así notablemente el área de superficie para la captura de dicha energía.

 

Las eficiencias de conversión de energía de esta nueva célula solar se hallan alrededor del 12 por ciento, bastante más que el 7 por ciento alcanzado por las células solares semitransparentes convencionales. Su bajo coste potencial, con un descenso estimado en más del 50 por ciento con respecto al coste de las actuales células solares de silicio, permitirá que sea ampliamente usada en el futuro.

 

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