Investigadores dirigidos por la Universidad de Henan (China) han utilizado células solares de película fina de kesterita (CZTSSe) en un nuevo prototipo de ventana solar inteligente.
“Nuestro prototipo combina una ventana electrocrómica de óxido bimetálico de níquel y cobalto (NiCoO2) con células solares de película fina de CZTSSe”, explica Guofa Cai, autor principal de la investigación, a pv magazine. “Este prototipo integrado no sólo realiza la integración de funciones de autoalimentación y ajuste inteligente de la radiación solar, sino que también amplía su función al almacenamiento de energía”.
Los científicos construyeron la célula solar con un sustrato de vidrio recubierto de molibdeno (Mo), el absorbedor de kesterita, una capa amortiguadora basada en sulfuro de cadmio (CdS), una capa de óxido de zinc (ZnO), una capa de óxido de indio y estaño (ITO) depositada por pulverización catódica de magnetrón y contactos metálicos de plata (Ag).
Utilizaron una sencilla estrategia de deposición en baño químico (CBD) para preparar las películas electrocrómicas de NiCoO2 para la ventana. “Gracias a la estructura porosa de nanoescamas y al efecto sinérgico de los elementos de níquel y cobalto, la película de NiCoO2 y las ventanas inteligentes electrocrómicas basadas en NiCoO2 presentan excelentes prestaciones electroquímicas, electrocrómicas y de almacenamiento de energía”, explica Cai.
La ventana también integra una película de contraelectrodo de óxido de titanio (TiO2) con un rendimiento supuestamente excelente de electrocromismo y almacenamiento de energía. Esta película de nanopartículas actúa como capa de almacenamiento de iones gracias a su buena capacidad de equilibrio de la carga y su alta transmitancia.
Probada en condiciones de iluminación estándar, la ventana solar mostró un consumo energético de 318,3 mWh/m2 y una eficiencia global del 2,15%, valores comparables, según el equipo, con la mayoría de las ventanas solares desarrolladas hasta la fecha.
“En particular, gracias a la estructura porosa de nanoesferas y al efecto sinérgico bimetálico, las películas electrocrómicas de NiCoO2 presentan una gran modulación óptica, una rápida velocidad de conmutación, una extraordinaria estabilidad electrocrómica y una excelente capacidad de velocidad”, explicaron.
“Se ha estudiado por primera vez el rendimiento de la gestión de la irradiación solar de ventanas inteligentes autoalimentadas con tintado de color neutro, lo que resulta beneficioso para mejorar el confort de los ocupantes y le confiere un gran potencial en aplicaciones arquitectónicas”, declaró Cai.
La tecnología de la célula y el diseño de la ventana se presentaron en el artículo “Multi-functional electrochromic energy storage smart window powered by CZTSSe solar cell for intelligent managing solar radiation of building” (Ventana inteligente electrocrómica multifuncional con almacenamiento de energía alimentada por célula solar CZTSSe para la gestión inteligente de la radiación solar del edificio), publicado en Solar Energy Materials and Solar Cells.
La kesterita es uno de los materiales absorbentes de luz más prometedores para su posible uso en células solares de película fina de bajo costo. Las kesteritas se componen de elementos comunes, como cobre, estaño, zinc y selenio. Y, a diferencia de los compuestos GIGS, no se prevén cuellos de botella en el suministro en el futuro. Sin embargo, la kesterita sigue siendo menos eficiente que el CIGS en la producción en masa. El récord mundial de eficiencia de este tipo de células es del 12,6%, logrado por el productor japonés de capa fina Solar Frontier en 2013.
Las ventanas inteligentes y los dispositivos fotovoltaicos (PVCD) son capaces de permitir un acristalamiento de transparencia ajustable y, al mismo tiempo, generar electricidad mediante el efecto fotovoltaico. Esta tecnología se ha aplicado hasta ahora al diseño de ventanas inteligentes autoalimentadas para edificios y vehículos a nivel de investigación; sin embargo, aún se encuentra en una fase muy temprana de desarrollo. La capacidad de modular la luz interior y la transmisión de calor, al tiempo que se genera energía a partir de los FV, resulta tentadora para futuros desarrollos de BIPV.
Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.
Al enviar este formulario, usted acepta que pv magazine utilice sus datos con el fin de publicar su comentario.
Sus datos personales solo se divulgarán o transmitirán a terceros para evitar el filtrado de spam o si es necesario para el mantenimiento técnico del sitio web. Cualquier otra transferencia a terceros no tendrá lugar a menos que esté justificada sobre la base de las regulaciones de protección de datos aplicables o si pv magazine está legalmente obligado a hacerlo.
Puede revocar este consentimiento en cualquier momento con efecto para el futuro, en cuyo caso sus datos personales se eliminarán inmediatamente. De lo contrario, sus datos serán eliminados cuando pv magazine haya procesado su solicitud o si se ha cumplido el propósito del almacenamiento de datos.
Puede encontrar más información sobre privacidad de datos en nuestra Política de protección de datos.