Nueva célula solar transparente para aplicaciones de ventanas

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Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) de Corea del Sur han creado una célula solar de silicio cristalino transparente perforando microagujeros en la superficie de la célula de aproximadamente 100 μm de diámetro.

La nueva célula, descrita en el estudio “Neutral-Colored Transparent Crystalline Silicon Photovoltaics”, publicado en Joule, se realizó colocando ventanas de transmisión de luz en forma de microagujero sobre un sustrato c-Si transparente de color neutro con un grosor de aproximadamente 200-μm De lo contrario, la célula sería intrínsecamente opaca.

“Antes que nosotros, nadie intentó hacer silicio cristalino transparente con colores neutros”, dijeron los científicos. Los enfoques anteriores, explicaron más adelante, se basaban en la fabricación de películas c-Si ultrafinas, pero debido a la absorción limitada de luz de longitud de onda larga, las células fotovoltaicas resultantes tenían eficiencias muy bajas.

Los pequeños microagujeros fueron diseñados para permitir la transmisión de toda la luz visible incidente a través del sustrato, resultando en un sustrato incoloro. “El espaciado de los agujeros en el sustrato transparente de c-Si se mantiene utilizando una escala micrométrica, lo que permite que el espaciado sea mucho menor de 1,75 mm, de modo que el patrón de agujeros será invisible incluso a una distancia de 30 cm”, dijeron los científicos.

El equipo de investigación también afirma haber desarrollado la célula solar transparente más eficiente de su tipo hasta la fecha, con una conversión de eficiencia de hasta un 12,2%. Esto se compara con las tradicionales células solares transparentes que absorben los rayos UV o NIR, que normalmente tienen una eficiencia que alcanza el 2%.

“El sustrato transparente de c-Si muestra un color completamente neutro sin una longitud de onda de corte de transmisión, y su transmitancia se puede ajustar fácilmente controlando la fracción de llenado”, escribieron los investigadores.

Su siguiente paso para esta tecnología, que se aplicaría principalmente a las ventanas solares, es aumentar la escala de la célula solar a 25 cm2 (3,88 in2) y aumentar la eficiencia al 15%. “También necesitamos tener la estabilidad mecánica y la fuerza para que nuestro dispositivo pueda reemplazar las ventanas actuales de los edificios”, dijo el autor de la investigación, Kwanyong Seo.