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Ventanas solares alcanzan 22% de eficiencia interior con 30% de transparencia
Investigadores dirigidos por UCL construyeron ventanas solares semitransparentes de perovskita que convierten el 22% de la luz interior y el 14% de la luz solar en electricidad.
Imagen: TechXplore
Un equipo internacional liderado por UCL afirma haber construido ventanas solares semitransparentes que pueden generar electricidad tanto a partir de la luz interior como de la luz solar, al tiempo que dejan pasar el 30% de la luz solar. El trabajo, publicado en Advanced Energy Materials, apunta a ventanas que podrían ayudar a los edificios a producir energía incluso por la noche, en días nublados y bajo sol directo.
El prototipo utiliza perovskita, un material que ya gana terreno en paneles solares exteriores y que es mejor que el silicio para captar la luz interior porque su composición puede ajustarse para absorber longitudes de onda específicas. Mediante modelado por ordenador, los investigadores optimizaron el grosor y la disposición de las capas de la célula para equilibrar transparencia y rendimiento.
Eso condujo a una capa absorbente de perovskita de apenas 185 nanómetros de espesor —unas 500 veces más delgada que un cabello humano y aproximadamente tres o cuatro veces más delgada que en las células solares típicas—. El equipo también añadió 3-trifluorometil-1H-1,2,4-triazol, una molécula que redujo defectos conocidos como trampas y ayudó a estabilizar la estructura cristalina de la perovskita con el tiempo.
Diseño del electrodo transparente
Un segundo cambio clave fue el electrodo. En muchas células solares de perovskita, el electrodo está hecho de oro, que bloquea la luz. Aquí, los investigadores colocaron una fina capa de oro entre dos capas transparentes de óxido de molibdeno, reduciendo la reflexión y permitiendo que pase más luz.
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El equipo construyó un panel de 30 cm por 30 cm y reportó:
- 22% de eficiencia de conversión bajo luz interior intensa a 1.000 lux
- 14% de eficiencia de conversión bajo luz solar
- 80% de la eficiencia original retenida tras 300 horas de exposición continua a la luz en una prueba estándar acelerada de durabilidad
El autor sénior Dr. Mojtaba Abdi-Jalebi del Instituto de Descubrimiento de Materiales de UCL dijo que los edificios modernos tienen grandes superficies de ventanas que permanecen en su mayoría sin aprovechar para la generación de energía, y que el objetivo a largo plazo son fotovoltaicos semitransparentes tan fáciles de instalar como una película para ventanas. También señaló que el siguiente paso es diseñar células solares flexibles para estructuras curvas como The Shard, así como para coches, ropa y mochilas.
El autor principal Siming Huang, estudiante de doctorado en el Instituto de Descubrimiento de Materiales de UCL, dijo que la tecnología también podría reducir la demanda de refrigeración al funcionar como ventanas tintadas, bloqueando parte de la luz solar entrante y recortando parte de la energía usada para el aire acondicionado.
El artículo es «Estrategia multimodal para células y módulos solares perovskita semitransparentes eficientes con rendimiento interior de récord» de Siming Huang et al. El DOI listado es 10.1002/aenm.70883.
Frontier Editor
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vía TechXplore
