211service.com
Ingenieros de puesta en marcha Células solares transparentes
Imagínese un mundo en el que cualquier superficie podría estar recubierta con células solares, convirtiendo la luz solar e incluso el brillo de las bombillas en pequeñas cantidades de energía utilizable. Este es el objetivo de una nueva startup llamada Energía ubicua . La compañía espera desarrollar películas y recubrimientos transparentes y asequibles que puedan recolectar energía lumínica cuando se apliquen a ventanas o pantallas de lectores electrónicos o tabletas. Una forma de utilizar la tecnología podría ser en ventanas electrocrómicas que cambian de claras a oscuras cuando el sol es más brillante.
El truco está en la forma en que los fotovoltaicos de la empresa absorben la luz: recogen longitudes de onda en la porción ultravioleta e infrarroja del espectro, pero dejan pasar la luz visible. Las células solares tradicionales, por el contrario, recogen luz en las regiones ultravioleta y visible y, por lo tanto, no pueden hacerse completamente transparentes.
Definitivamente es un enfoque interesante si el costo de tales celdas puede ser lo suficientemente bajo y la estabilidad de los materiales es suficiente, dice Zhenan Bao , profesor de ingeniería química en la Universidad de Stanford, que no está afiliado a la startup. Ella agrega que al recolectar luz infrarroja y ultravioleta, la tecnología está filtrando las partes del espectro que la gente generalmente quiere que las ventanas se mantengan afuera de todos modos.
Miles Barr, presidente y director de tecnología de Ubiquitous Energy, dice que las células solares transparentes están hechas de varias capas orgánicas, depositadas una a la vez sobre un vidrio o película. Este proceso podría integrarse fácilmente en los sistemas de deposición de película delgada que se encuentran en el procesamiento industrial. Muchas ventanas modernas, por ejemplo, tienen algún tipo de revestimiento para control solar o aislamiento; Barr prevé que las células solares de su empresa se fabriquen y agreguen de manera similar. Energía ubicua, que fue extraída del laboratorio de Vladimir Bulović , profesor de ingeniería eléctrica en el MIT, aún no ha anunciado planes de productos o precios.
Un artículo publicado en Letras de física aplicada en 2011 describió el enfoque espectralmente selectivo de la empresa: los prototipos hechos de materiales orgánicos produjeron una eficiencia ligeramente inferior al 2 por ciento y una transparencia visible de alrededor del 70 por ciento. (Las ventanas de construcción generalmente requieren transparencias del 55 al 90 por ciento, mientras que las pantallas electrónicas móviles requieren del 80 al 90 por ciento). Barr dice que su equipo está impulsando los números de eficiencia y transparencia hacia arriba.
Si bien la empresa aún se encuentra en la fase de investigación y desarrollo, está explorando varios materiales y diseños de productos. Estamos obteniendo un catálogo de estructuras de dispositivos e ingredientes para dispositivos de mayor eficiencia que pueden alimentar más dispositivos que consumen mucha energía o compensar la energía de los edificios, dice Miles. Una vez que alcanza el 10 por ciento de eficiencia, se abren muchas aplicaciones. La compañía espera lograr eficiencias superiores al 10 por ciento con alta transparencia visible.
Hay otros tipos de células solares transparentes, pero muchas de ellas todavía recogen algo de luz en el rango visible y, por lo tanto, no tienen el potencial de transparencia de un enfoque que ignora la luz visible. Estos materiales logran semitransparencia cuando se depositan escasamente sobre una superficie o cuando los dispositivos fotovoltaicos se adelgazan para permitir que pase más luz visible.
La tecnología fotovoltaica actual utiliza ampliamente el rango ultravioleta-visible, pero no mucho en el rango infrarrojo, dice Shenqiang Ren, profesor de química en la Universidad de Kansas, que no está afiliado a la compañía. Bajo la radiación solar, hay aproximadamente un 45 por ciento de energía radiante de [luz] infrarroja.
Mientras Ubiquitous Energy busca mejorar la eficiencia de sus células solares, explica Barr, está buscando dos formas estándar de recolectar más luz. El primero es optimizar el diseño de sus materiales semiconductores. Sus materiales actuales incluyen tintes moleculares que tienen picos de absorción selectiva en las partes ultravioleta e infrarroja cercana del espectro; Barr dice que la compañía está desarrollando materiales que también recolectan energía más profundamente en el infrarrojo. El segundo implica la ingeniería a nanoescala y el ajuste de la interferencia óptica dentro del dispositivo para mejorar la absorción de la luz, trucos empleados para mejorar la eficiencia de las células solares no transparentes en el pasado. Hay muchas perillas que puedes sintonizar para mejorar el rendimiento, dice.