Los Ingenieros De Yale Desarrollan Nuevos Colores Para La Energía Solar

Coloridas células solares de polímero

En la foto: viales que contienen materiales de acogida y los materiales de invitados de las células solares (cortesía del Laboratorio de Materiales y Dispositivos Transformadores)

Ingenieros de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Universidad de Yale han desarrollado una celda solar que amplía la elección de colores sin disminuir su eficiencia de conversión de energía.

La tecnología de la energía solar ha progresado dramáticamente en las últimas décadas, ya que opera con una eficiencia cada vez mayor y a menores costos.

Pero la cuestión del aspecto de los paneles solares sigue siendo un obstáculo. La mayoría de los paneles fotovoltaicos son azules o negros y cubren grandes porciones de edificios con un tono monótono. Puede que eso no concuerde con sus gustos personales o con los de la asociación de propietarios. Es una limitación que ha dificultado la integración de la energía solar en algunas aplicaciones comerciales. De hecho, los arquitectos y diseñadores han solicitado durante mucho tiempo una gama más amplia de colores para las células solares que les permita integrarse a la perfección en la fachada de un edificio o en un sistema electrónico.

Sin embargo, hasta ahora, la expansión de la paleta de colores con la que pueden trabajar los ingenieros de energía solar ha resultado notoriamente difícil. Sin embargo, eso podría estar cambiando con el trabajo del laboratorio de Andre Taylor, profesor asociado de ingeniería química y ambiental. Los investigadores han desarrollado una celda solar que amplía la elección de colores sin disminuir su eficiencia de conversión de energía. Sus hallazgos se publican en Nano Energy.

Los investigadores han probado previamente algunos métodos para variar los colores de los paneles solares. Un enfoque implicaba ajustar una capa de la célula solar para que reflejara diferentes colores; sin embargo, esto ha demostrado ser costoso y con resultados limitados. Otro método introdujo lo que se conoce como “molécula de tinte” para permitir más colores. Sin embargo, este enfoque disminuye la eficiencia con la que el sistema convierte la luz solar en energía.

El equipo de investigación del Laboratorio de Materiales y Dispositivos Transformativos de Taylor también usó una molécula de tinte, pero esta no disminuye la eficiencia de conversión de energía. Jaemin Kong, asociado postdoctoral y autor principal del artículo, explica que esto se debe a que la molécula, una escuaraína conocida como ASSQ, actúa no solo como agente de color, sino como donante de transferencia de energía. Funciona junto con dos polímeros: uno que sirve como donante de electrones y el otro como aceptor de electrones no fullereno. Al cambiar las proporciones de esos tres elementos, los investigadores pudieron hacer ajustes que permitieron una variación gradual del color de azul-verde a púrpura-rojo.

“Creo que esa es una parte bastante impresionante de este documento: no hubo un sacrificio importante en la eficiencia de conversión de energía”, dijo Taylor. “Y lo bueno de esto es que el tinte se puede usar en concentraciones bajas, por lo que no necesariamente afecta el mecanismo general”.

Otros autores del artículo son Megan Mohadjer Beromi, Marina Mariano, Tenghooi Goh, Francisco Antonio y Nilay Hazari.

Publicación: Jaemin Konga, et al., “Células solares de polímero de colores que emplean una molécula de tinte de transferencia de energía”, Nano Energy, Volumen 38, agosto de 2017, páginas 36–42; doi: 10.1016 / j.nanoen.2017.05.032

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