Investigadores desarrollan una nanoestructura de dispersión de luz “similar a la hierba” para vidrio solar

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Investigadores de la Swanson School Engineering de la Universidad de Pittsburgh han estado trabajando en nuevos tipos de vidrio para mejorar la capacidad de captura de la luz del módulo solar. Desarrollaron una nanoestructura, que describen como “parecida a la hierba”, que tiene el efecto de dispersar la luz cuando incide sobre una célula solar colocada debajo, a la vez hace que el vidrio parezca opaco.

En una investigación publicada en la revista Optica, el vidrio fue grabado con estructuras de “nanohierba” de entre 0,8 y 8,5 micrómetros de altura. El equipo descubrió que una altura de 4,5 micras proporcionaba el mejor equilibrio de 96 % de transmitancia y 96,2 % de neblina, según las pruebas realizadas con luz amarilla (550 nm de longitud de onda).

Otra característica importante del vidrio, que podría tener amplias aplicaciones comerciales en fotovoltaica y otras áreas, es que puede cambiarse de opaco a claro simplemente aplicando agua a la superficie. Este fue un descubrimiento fortuito realizado por el equipo, ya que trabajó en nanoestructuras para vidrio solar.

“Estaba limpiando el nuevo vidrio “nanohierba” cuando descubrí que limpiarlo con agua hacía que el vidrio se aclarara”, dijo el director del proyecto, Sajad Haghanifar. “El agua se encuentra entre las nanoestructuras extremadamente hidrofílicas, lo que hace que el vidrio “nanohierba” actúe como un sustrato plano. Debido a que el agua tiene un índice de refracción muy similar al del vidrio, la luz pasa directamente a través de él. Cuando se elimina el agua, la luz golpea las nanoestructuras de dispersión, haciendo que el vidrio parezca brumoso “.

Los efectos de la opacidad conmutable sobre la utilidad del vidrio en aplicaciones solares no se discuten en la investigación actual, sin embargo, también se podría usar en LED, así como para “ventanas inteligentes” que cambian de opacas a transparentes. Si bien los costos de fabricación aún no se han investigado, el equipo espera que el vidrio sea más económico de producir que las soluciones actuales de ventanas inteligentes, que utilizan voltaje para pasar de opacas a transparentes.

El equipo está ahora realizando pruebas de durabilidad en el vidrio, y también está investigando sus posibles propiedades de autolimpieza, lo cual indica que la aplicación en los paneles solares sigue siendo el enfoque principal. “El vidrio que puede autolimpiarse es muy útil”, explica Haghanifar, “porque evita la necesidad de eliminar de manera manual o automática el polvo y los desechos que reducirían la eficiencia de los paneles solares”.