Los paneles solares tienen un enorme potencial para proporcionar energía renovable asequible, pero muchas personas ven los paneles negros y azules tradicionales como una monstruosidad. Los arquitectos, propietarios de viviendas y urbanistas pueden estar más abiertos a la tecnología si pudieran instalar paneles verdes que se derriten en el paisaje, paneles rojos en los tejados y blancos camuflados como paredes.
Un nuevo estudio publicado esta semana en letras de física aplicada , de AIP Publishing, nos acerca un paso más al futuro de paneles solares coloridos y eficientes. Los investigadores han desarrollado un método para imprimir paneles solares existentes con nanopatrones de silicio que dispersan la luz verde hacia un observador. Los paneles tienen una apariencia verdedesde la mayoría de los ángulos, pero solo muestran una reducción de potencia del 10 por ciento debido a la pérdida de luz verde absorbida.
"Algunas personas dicen '¿por qué harías que las células solares sean menos eficientes?' Pero podemos hacer que las células solares sean hermosas sin perder demasiada eficiencia", dijo Verena Neder, investigadora de AMOLF y autora principal del artículo. "El nuevo métodocambiar el color de los paneles no solo es fácil de aplicar, sino también atractivo como elemento de diseño arquitectónico y tiene el potencial de ampliar su uso ".
La mayoría de las investigaciones sobre células solares se han centrado en aumentar la eficiencia y reducir los costos. Actualmente, los paneles solares vendidos a los consumidores pueden idealmente convertir hasta el 22 por ciento de la luz del sol en energía utilizable. Los paneles solares de colores ya están en el mercado, pero eltintes y recubrimientos reflectantes que les dan su color reducen en gran medida la eficiencia.
Neder y sus colegas crearon sus eficientes paneles solares verdes a través de una litografía de impresión suave, que funciona de manera similar a un sello de goma óptica para imprimir una densa serie de nanocilindros de silicio en las superficies de las células. Cada nanocilindro tiene aproximadamente 100 nanómetros de ancho y exhibe un electromagnéticoresonancia que dispersa una longitud de onda de luz particular. La geometría del nanocilindro determina qué longitud de onda dispersa y puede ajustarse para cambiar el color de la célula solar. La impresión reduce la eficiencia del panel solar en aproximadamente un 2 por ciento.
"En principio, esta técnica es fácilmente escalable para la tecnología de fabricación", dijo Albert Polman, líder del grupo científico de AMOLF y autor principal del artículo. "Puede usar un sello de goma del tamaño de un panel solar que en un solo paso, puede imprimir todo el panel lleno de estas pequeñas nanopartículas, exactamente definidas "
A diferencia de los paneles solares de colores existentes, los nanopatrones dan una apariencia consistente desde diferentes ángulos. "La estructura que hicimos no es muy sensible al ángulo de observación, por lo que incluso si lo miras desde un ángulo amplio, todavía parece verde,"Dijo Neder
Los nanopatrones también podrían ser útiles para hacer células solares en tándem, que apilan varias capas, cada una diseñada para absorber ciertas partes del espectro, para lograr eficiencias superiores al 30 por ciento.
A continuación, los investigadores están diseñando impresiones para crear células solares rojas y azules. Una vez que dominan estos tres colores, los colores primarios de la luz, pueden crear cualquier color, potencialmente incluso blanco ". Debe combinar diferentes nanopartículas, y sise acercan mucho, pueden interactuar y eso afectará el color ", dijo Polman." Ir al blanco es un gran paso ".
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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