La energía solar es una de las tendencias de nuestro tiempo. En algunas regiones, con la ayuda de la energía solar, puede satisfacer plenamente sus necesidades de electricidad. Para hacer que las fotocélulas sean más eficientes, muchos científicos están dispuestos a gastar tiempo y recursos, y algunos considerables. Alguien tiene éxito, pero todavía hay margen de maniobra.
Algunos investigadores están tratando de encontrar su camino en esta área, por ejemplo, para hacer que los paneles solares sean transparentes. Esto ampliará el alcance de su uso, para colocar paneles no solo en el techo, sino, por ejemplo, en las aberturas de las ventanas. En otras palabras, reemplace el vidrio en las ventanas con fotocélulas.
Los mensajes sobre paneles solares transparentes aparecen con una envidiable regularidad, pero hasta ahora la mayoría de los experimentos siguen siendo experimentos. Quizás el
proyecto de los científicos chinos cambie algo.
El hecho es que crearon paneles solares verdaderamente transparentes, donde el iterbio de metales de tierras raras juega el papel principal. Este elemento químico es capaz de emitir dos "fotones infrarrojos" cuando se absorbe un "azul". Los "fotones infrarrojos" son ignorados por cualquier material que no sea silicio, que, como saben, se utiliza como el principal elemento de trabajo de los paneles solares. Este metal absorbe fotones infrarrojos, emitiendo un electrón. Resulta que el silicio reacciona a cada fotón "azul" mediante la liberación de dos electrones.
Resulta que los paneles transparentes son 160% más efectivos que las fotocélulas convencionales (no 200%, ya que siempre hay pérdidas).
Las fotocélulas transparentes son de vidrio polimérico con la inclusión de nanopartículas. Estos últimos absorben la luz ultravioleta, transmitiendo radiación de otros espectros. Todo esto permite lograr la total transparencia de las fotocélulas.
Un punto positivo es que cuando el iterbio emite fotones infrarrojos, van al espacio en un ángulo que permite que el silicio los absorba. Como resultado, puede crear una ventana en la cual el vidrio genera fotones infrarrojos, y un marco que incluye silicio puede absorberlos, generando electricidad.
Es cierto que al final tenemos, por decirlo suavemente, paneles solares no muy eficientes. Sí, la luz azul le permite generar fotones infrarrojos con una eficiencia de aproximadamente 180%. Pero, desafortunadamente, las células solares transparentes son capaces de absorber la luz del espectro azul con una eficiencia de solo el 3%. El problema es que no todos los fotones son capturados por el marco.
Sin embargo, incluso esto puede ser un excelente resultado si se introducen células solares transparentes en todas partes. La eficiencia de los paneles solares de este tipo puede mejorarse, y si imagina un gran edificio con ventanas hechas de células solares transparentes, estamos hablando de la generación de cantidades significativas de electricidad.
Es posible aumentar la eficiencia de las células solares cambiando la composición del "vidrio", lo que le permitirá obtener más fotones "azules". Además, el silicio no es el único material que puede usarse para crear fotocélulas. Hay otros más efectivos, pero son más caros (mucho más caros).
Nanoletters, 2018, DOI:
10.1021 / acs.nanolett.8b03966
