Imaxine edificios nos que as ventás, ademais de permitir pasar a luz do sol, captan á vez a enerxía solar que se necesita para satisfacer todas as súas necesidades enerxéticas. Os cristais convértense en células solares de alta produtividade que axudan a reducir a dependencia dos combustibles fósiles e avanzar cara a un medio máis 'verde' e máis limpo.
n
n
nEste escenario aínda non é posible, pero un recente estudo levado a cabo no ICFO e publicado na revista Nature Photonics avanza nese camiño. Os científicos deste instituto fabricaron unha célula solar orgánica óptima cun alto nivel de transparencia e unha alta eficiencia de conversión de enerxía.
n
nSegundo os autores, "isto supón un paso prometedor cara ás enerxías renovables alcanzables, limpas, amplamente utilizadas e urbanamente integradas".
n
nUn paso necesario
n
nAta agora, os paneis solares comerciais están, na súa maior parte, compostos dunhas células solares baseadas en silicio cristalino, moi eficientes na conversión da radiación solar en enerxía eléctrica (aproximadamente 15% de eficiencia de conversión), pero con diversos obstáculos importantes para a súa máxima explotación.
n
nPor iso deben ser correctamente orientadas para recibir a luz solar directa e aínda así están limitados na súa capacidade para absorber a luz difusa. Por outra banda, son pesadas, opacas, e ocupan moito espazo.
n
nVantaxes das células orgánicas
n
nA pesar de que a tecnoloxía das células solares orgánicas naceu hai uns trinta anos, é agora cando comezan a atraer o interese da comunidade científica debido ao seu baixo custo de produción.
n
nMentres que as células orgánicas aínda non alcanzaron valores de eficiencia das células de silicio, estas células fotovoltaicas orgánicas (OPV) demostraron ser máis lixeiras, máis flexibles (capaces de adaptarse a superficies curvas), e aínda máis sensibles á luz difusa, así como a luz solar indirecta, polo que as converte nunha das tecnoloxías fotovoltaicas máis atractivas para moitas aplicacións de uso diario. Entre as súas vantaxes, unha propiedade que as fai aínda máis interesantes é o seu potencial para ser implementadas como un dispositivo semitransparente.
n
nNon obstante, as OPV, como calquera outra tecnoloxía fotovoltaica, alcanzan o seu máximo de luz á eficiencia de conversión de enerxía eléctrica con dispositivos opacos. Para converter estas células en dispositivos transparentes, o eléctrodo de metal na parte posterior debe ser diluído ata só uns poucos nanómetros, o que reduce drasticamente a capacidade do dispositivo para recoller a luz solar.
n
nOs investigadores do ICFO foron capaces de desenvolver unha célula semitransparente, que incorpora un cristal fotónico, e alcanzar un rendemento da célula case tan alto como a súa contraparte opaca.
n
nO equipo colocou este cristal fotónico extra sobre a célula e foi capaz de aumentar a cantidade de luz infravermella e ultravioleta absorbida pola célula, alcanzando unha eficiencia de 5,6% e á súa vez, preservando unha transparencia case indistinguible respecto ao vidro normal.
n
nOs resultados obtidos de eficiencia e transparencia fan que estas células sexan un produto moi competitivo para as tecnoloxías fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV). Para chegar a ter unha axeitada visión arquitectónica, a cor das células pode modificarse simplemente cambiando a configuración das capas do cristal fotónico.
n
nJordi Martorell, profesor da Universidade Politécnica de Cataluña (UPC) no ICFO e líder deste estudo, explica que as aplicacións deste tipo de tecnoloxía en BIPV "está a uns poucos pasos de acontecer, pero a tecnoloxía aínda non alcanzou o seu punto de saturación".
n
n"O descubrimento abre o camiño para a innovación a outras aplicacións industriais no sector da enerxía fotovoltaica transparente -continúa-. A medio prazo, espera chegar aos altísimos niveis de transparencia e eficiencia necesarias para alimentar dispositivos como pantallas, comprimidos e teléfonos intelixentes".
n
nO futuro parece prometedor para estes dispositivos. O proxecto europeo Solution Processed High Performance Transparent Organic Photovoltaic Cells (SOLPROCEL), recentemente aprobado, permitirá a un consorcio, formado polos mellores investigadores e industrias europeos e dirixido polo ICFO, impulsar o estudo da capacidade destas células, mellorando a súa estabilidade e vida útil, así como a obtención do material necesario para elevar substancialmente a súa eficiencia.
n
n(Fonte: SINC)
n
n
n
nSegundo os autores, "isto supón un paso prometedor cara ás enerxías renovables alcanzables, limpas, amplamente utilizadas e urbanamente integradas".
n
nUn paso necesario
n
nAta agora, os paneis solares comerciais están, na súa maior parte, compostos dunhas células solares baseadas en silicio cristalino, moi eficientes na conversión da radiación solar en enerxía eléctrica (aproximadamente 15% de eficiencia de conversión), pero con diversos obstáculos importantes para a súa máxima explotación.
n
nPor iso deben ser correctamente orientadas para recibir a luz solar directa e aínda así están limitados na súa capacidade para absorber a luz difusa. Por outra banda, son pesadas, opacas, e ocupan moito espazo.
n
nVantaxes das células orgánicas
n
nA pesar de que a tecnoloxía das células solares orgánicas naceu hai uns trinta anos, é agora cando comezan a atraer o interese da comunidade científica debido ao seu baixo custo de produción.
n
nMentres que as células orgánicas aínda non alcanzaron valores de eficiencia das células de silicio, estas células fotovoltaicas orgánicas (OPV) demostraron ser máis lixeiras, máis flexibles (capaces de adaptarse a superficies curvas), e aínda máis sensibles á luz difusa, así como a luz solar indirecta, polo que as converte nunha das tecnoloxías fotovoltaicas máis atractivas para moitas aplicacións de uso diario. Entre as súas vantaxes, unha propiedade que as fai aínda máis interesantes é o seu potencial para ser implementadas como un dispositivo semitransparente.
n
nNon obstante, as OPV, como calquera outra tecnoloxía fotovoltaica, alcanzan o seu máximo de luz á eficiencia de conversión de enerxía eléctrica con dispositivos opacos. Para converter estas células en dispositivos transparentes, o eléctrodo de metal na parte posterior debe ser diluído ata só uns poucos nanómetros, o que reduce drasticamente a capacidade do dispositivo para recoller a luz solar.
n
nOs investigadores do ICFO foron capaces de desenvolver unha célula semitransparente, que incorpora un cristal fotónico, e alcanzar un rendemento da célula case tan alto como a súa contraparte opaca.
n
nO equipo colocou este cristal fotónico extra sobre a célula e foi capaz de aumentar a cantidade de luz infravermella e ultravioleta absorbida pola célula, alcanzando unha eficiencia de 5,6% e á súa vez, preservando unha transparencia case indistinguible respecto ao vidro normal.
n
nOs resultados obtidos de eficiencia e transparencia fan que estas células sexan un produto moi competitivo para as tecnoloxías fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV). Para chegar a ter unha axeitada visión arquitectónica, a cor das células pode modificarse simplemente cambiando a configuración das capas do cristal fotónico.
n
nJordi Martorell, profesor da Universidade Politécnica de Cataluña (UPC) no ICFO e líder deste estudo, explica que as aplicacións deste tipo de tecnoloxía en BIPV "está a uns poucos pasos de acontecer, pero a tecnoloxía aínda non alcanzou o seu punto de saturación".
n
n"O descubrimento abre o camiño para a innovación a outras aplicacións industriais no sector da enerxía fotovoltaica transparente -continúa-. A medio prazo, espera chegar aos altísimos niveis de transparencia e eficiencia necesarias para alimentar dispositivos como pantallas, comprimidos e teléfonos intelixentes".
n
nO futuro parece prometedor para estes dispositivos. O proxecto europeo Solution Processed High Performance Transparent Organic Photovoltaic Cells (SOLPROCEL), recentemente aprobado, permitirá a un consorcio, formado polos mellores investigadores e industrias europeos e dirixido polo ICFO, impulsar o estudo da capacidade destas células, mellorando a súa estabilidade e vida útil, así como a obtención do material necesario para elevar substancialmente a súa eficiencia.
n
n(Fonte: SINC)
n
n
n