Materiales fotovoltaicos ultra delgados y flexibles
En plena carrera por encontrar soluciones más eficientes en el campo de las renovables. Con más acierto o menos, es palpable el interés de las empresas por conseguir el panel solar más flexible.
Encontrar ese papel solar ultra fino amplifica las oportunidades de poder utilizar materiales fotovoltaicos en todo tipo de dispositivos; móviles, portátiles, etc. Sin contar con los beneficios rotundos que podrían acarrear en el campo des transporte.
El silicio es, con diferencia, el material más utilizado en los paneles solares, pero es pesado y rígido, lo que significa que no es especialmente adecuado para cuando queremos reducir el peso o necesitamos una cierta flexibilidad.
En este contexto, la comunidad científica está buscando materiales alternativos al silicio encontrándose con un obstáculo bien conocido, obtener una eficiencia razonada.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Stanford han logrado una eficiencia récord en un prometedor grupo de materiales fotovoltaicos.
Según la publicación de Nature el nuevo y eficaz material para los paneles solares es quince veces más fino que el papel ¡una locura!
Te imaginas un dron cuya batería está en el ala y es 15 veces más fina que un trozo de papel
Fabricados con dicalcogenuros de metales de transición (TMD), los materiales tienen el potencial de absorber un nivel de luz solar superior al de otros materiales solares, al tiempo que proporcionan una alternativa increíblemente ligera a los paneles basados en silicio.
El nuevo prototipo de Stanford alcanza un 5,1 por ciento de eficiencia de conversión de energía, pero los autores proyectan que podrían alcanzar prácticamente un 27 por ciento de eficiencia si se optimiza óptica y eléctricamente.
Esa cifra estaría a la altura de los mejores paneles solares del mercado actual, incluidos los de silicio. En el caso de los paneles solares de silicio, esa cifra se acerca al 30%. Para que su uso se generalice, los TMD tendrán que cerrar esa brecha.
Serían perfectos y con un menor volumen para el panel solar que se enrolla y transporta que ya comentamos en su momento. Además, el prototipo ha conseguido una relación potencia – peso 100 veces superior a la de cualquier TMD desarrollado hasta ahora.
Esta relación es importante para las aplicaciones móviles, portátiles, como todo tipo de vehículos eléctricos, drones, etc. Al examinar la potencia específica – una medida de la producción de energía eléctrica por unidad de peso de la célula solar -, el prototipo produjo 4,4 vatios por gramo, una cifra que compite con otras células solares de película fina, incluidos otros prototipos experimentales.
Al obtener una notable delgadez, también se minimiza el uso y el coste del material, obteniendo unas células solares TMD que, aparte de ser ligeras y flexibles, puedan moldearse a formas irregulares.
El equipo de Stanford logró producir un conjunto activo de apenas unos cientos de nanómetros de grosor. El conjunto incluye el TMD fotovoltaico de diselenuro de tungsteno y contactos de oro atravesados por una capa de grafeno conductor de un solo átomo de grosor. Todo ello está intercalado entre un polímero flexible similar a la piel y un revestimiento antirreflectante que mejora la absorción de la luz.
Cuando están completamente ensambladas, las células TMD tienen menos de seis micras de grosor. Se necesitarían 15 capas para alcanzar el grosor de una hoja de papel.
Aunque la delgadez, la ligereza y la flexibilidad son objetivos muy deseables en sí mismos, los TMD presentan también otras ventajas de ingeniería para el sector de la fotovoltaica. Son estables y fiables a largo plazo. Y, a diferencia de otros aspirantes a la corona de las películas finas, no contienen sustancias químicas tóxicas. También son biocompatibles, por lo que podrían utilizarse en aplicaciones portátiles que requieran un contacto directo con la piel o los tejidos humanos.
El silicio constituye el 95% del mercado solar actual, pero está lejos de ser perfecto. Necesitamos nuevos materiales que sean ligeros, flexibles y, francamente, más respetuosos con el medio ambiente… «Potentes, flexibles y duraderos, los TMD son una nueva y prometedora dirección en la tecnología solar», concluye el autor del proyecto Nassiri Nazif junto a Alwin Daus.
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