Paneles solares y los laberintos de la luz. El futuro se llena con energía alternativa.

Por ejemplo, en el Centro para los Nanomateriales Funcionales, de los laboratorios nacionales de Brookhaven y Los Álamos, un equipo de científicos ha confeccionado películas finas transparentes capaces de absorber la luz y generar carga eléctrica en un área relativamente grande. Según los investigadores Mircea Cotlet y Zhihua Xu, el material podría ser usado para desarrollar paneles solares transparentes, o de plano ventanas capaces de someter a la energía solar para generar electricidad. Eso redundaría, por supuesto, en muchos cambios en la decoración del hogar y, a la vez, muchos ahorros a la hora de pagar la cuenta de la luz. Los paneles podrían adornar el techo y la película transparente con algún diseño modernista para transportar sutilmente la electricidad sobre las ventanas. El material tiene como base un polímero semiconductor dopado con fullerenos. El material se autoensambla y forma un patrón de celdas con forma hexagonal y tamaño micrométrico en un área de varios milímetros. De hecho, este tema ya se había tocado en números anteriores de Ambiente Plástico y se había hablado, inclusive, de películas que tenían como base otros polímeros más convencionales, como el poliestireno. Sin embargo, este es un avance que proyecta ya un material que combina semiconductores y fullerenos para absorber luz y generar de modo eficiente cargas eléctricas y separación de las mismas.

Aplicaciones de toda índole
Panel solar y a la vez cristal de ventana, suena bien. Pero también podrían pensarse en otras aplicaciones, como en los lentes, en la ropa y otro tipo de pantallas capaces de generar imágenes. Por lo pronto los militares (quienes, sino ellos) ya diseñaron un par de tiendas de campaña con paneles solares para suministrar energía a los diferentes aparatos eléctricos que ahora portan los soldados de última generación (TEMPER Fly, la primera, mide 5x6 m, y es capaz de producir 800 vatios, mientras que QUADrant, la segunda, y más chica, genera sólo 200 vatios).
La novedad, las células fotovoltáicas orgánicas
Por otro lado, las células fotovoltaicas orgánicas, OPV, por sus siglas en inglés, han despertado el interés de la comunidad científica, de las empresas y, claro, de los usuarios, porque se trata de un medio excelente para obtener energía barata.
Además, son ligeras y se pueden producir con suma facilidad. Los teóricos aseveran que a la larga va a ser posible crear células solares con máquinas como las de impresión de revistas para cubrir enormes áreas con láminas de células solares y pegarlas sobre las ventanas de los edificios, o colgarlas sobre la superficie de grandes cortinas o, si se prefiere, sobre la ropa, para generar la energía que requieren todos los gadgets (teléfonos celulares, reproductores de MP3 y otros adminículos) que uno carga consigo.
En la Universidad del Sur de California,
Chongwu Zhou y su equipo, han producido láminas de grafeno y polímero de diversos tamaños, que llegan hasta los 150 cm2, y que pueden ser usadas para crear densos paneles de células OPV flexibles. Es preciso señalar que cualquier dispositivo fotoelectrónico OPV es un electrodo conductor transparente que actúa a través de la luz con materiales activos para crear electricidad: El grafeno, de acuerdo con los científicos, tiene un gran potencial para asumir ese rol ya que se puede producir con cierta facilidad. Los dispositivos OPV transforman la radiación solar en electricidad, pero no con tanta eficiencia como las células de silicio. En un día soleado, la potencia suministrada por la luz solar es de 1,000 vatios por m2. Por cada 1,000 vatios de luz solar que inciden sobre un área de 1 m2 de células fotovoltaicas normales de silicio, se generan 14 vatios de electricidad. Las células solares orgánicas, empleando células fotovoltaicas a base de grafeno, son menos eficientes; su tasa de conversión para los mismos 1,000 vatios de luz solar es de sólo 1.3 vatios. Pero lo que pierden en eficiencia esas células de grafeno, teóricamente lo pueden compensar con creces gracias a su precio mucho más económico y su mayor flexibilidad física que permite instalarlas en lugares que para los paneles solares convencionales resultarían inviables. Recientemente se publicó un progreso en la manipulación de nanopartículas que ha impulsado la eficiencia de las células solares orgánicas. La eficiencia de las células solares ha sido mejorada en aproximadamente un 2% usando puntos cuánticos de cadmio-selenio.
Esto ha sido logrado por científicos del departamento de Ingeniería en Microsistemas. La mejora fue mucho mejor que el 1.5% esperado por el equipo de investigación. La capa fotovoltaica de estas células solares híbridas esta constituida por una mezcla de nano partículas inorgánicas con un polímero orgánico. Esta investigación demuestra que todavía hay mucho por hacer en el campo de las células solares orgánicas, y ya ha sido patentado.

Mejora la eficacia de las células solares de polímeros

Con un proceso nuevo, los investigadores de la Iowa State University y el Laboratorio Ames, acaban de producir una capa muy fina que absorbe la luz. Sumit Chaudhary, profesor asistente de la universidad, destacó que la clave para mejorar el desempeño de las células solares fabricadas con polímeros flexibles, ligeros y fáciles de fabricar era encontrar un patrón de textura de sustrato que permita la disposición de la capa absorbente de energía. “Nuestra tecnología utiliza el esquema de atrapar la luz, y así podemos mejorar la eficiencia de estas células en un 20%”. Aunque el sistema tiene sus complicaciones, como para explicarlo al detalle, lo que interesa al final es ver que la tecnología de las células solares sigue avanzando, y que cada vez nos acercamos más a una célula solar más accesible para todos.