Las Nuevas Células Solares Ultrafinas Son Lo Suficientemente Livianas Para Sentarse En Una Burbuja De Jabón

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Los científicos han creado las células de energía solar más delgadas y livianas hasta el momento, tan ligeras que pueden colocarse sobre una burbuja de jabón sin explotarlas.

Los científicos han creado las células de energía solar más delgadas y livianas hasta el momento, tan ligeras que pueden colocarse sobre una burbuja de jabón sin explotarlas.

Los investigadores sugirieron que estas células solares ultrafinas podrían colocarse en casi cualquier superficie sólida, incluyendo telas, papel y vidrio.

Las células solares, conocidas técnicamente como células fotovoltaicas, convierten directamente la energía de la luz en electricidad. Las nuevas células solares son tan pequeñas como 1.3 micrones de espesor. En comparación, el cabello humano promedio tiene aproximadamente 100 micrones de grosor.

Los nuevos dispositivos también son superligeros y pesan solo alrededor de 0.01 libras. por yarda cuadrada (3,6 gramos por metro cuadrado). En comparación, el típico papel de oficina pesa aproximadamente 20 veces más. [Top 10 inventos que cambiaron el mundo]

La idea de cubrir una célula solar sobre una burbuja de jabón surgió porque "queríamos que la gente viera lo delgada que era esta célula solar, pero no se puede notar la diferencia entre una película de 10 micrones y una película de 1 micrómetro a simple vista. "dijo el autor principal del estudio, Joel Jean, ingeniero eléctrico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). "Mi compañero de laboratorio, Patrick Brown, sugirió hacer flotar la celda en una burbuja para hacer que la diferencia de peso fuera mucho más dramática, así que lo intenté. Mi primera reacción al verlo fue probablemente muy parecida a la tuya: '¡Genial!'"

Los investigadores dijeron que las nuevas células solares convierten la luz en electricidad con aproximadamente la misma eficiencia que las células solares convencionales basadas en vidrio. "Es inusual que las células flexibles se desempeñen tan bien como las rígidas sobre el vidrio", dijo Jean a WordsSideKick.com.

Además, la relación potencia-peso de los nuevos dispositivos se encuentra entre las más altas jamás alcanzadas para las células solares. Esto es clave para las aplicaciones en las que el peso es importante, como en naves espaciales o en globos de investigación a gran altura, dijeron los investigadores.

Los módulos solares convencionales basados ​​en silicio producen aproximadamente 6,8 vatios por libra (15 vatios por kilogramo), pero estos nuevos dispositivos pueden generar más de 2,720 vatios por libra (6 vatios por gramo), o aproximadamente 400 veces más.

"Podría ser tan ligero que ni siquiera sabes que está ahí, en tu camisa o en tu cuaderno", dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Vladimir Bulović, un ingeniero eléctrico del MIT. "Estas celdas podrían ser simplemente un complemento a las estructuras existentes".

Las nuevas células utilizan un compuesto orgánico conocido como DBP como su principal material absorbente de luz. Las células solares se colocan entre capas de parileno, un plástico transparente, flexible y comercialmente disponible que se usa ampliamente para proteger los tableros de circuitos y los dispositivos biomédicos implantados del daño ambiental.

Los científicos dijeron que las células solares y sus soportes y recubrimientos de parileno se fabrican en una cámara de vacío a temperatura ambiente sin el uso de disolventes. En contraste, la fabricación de células solares convencionales requiere altas temperaturas y productos químicos agresivos. [Las 10 ideas ambientales más locas]

Las células solares y el parileno se cultivan juntas. Según los investigadores, el parileno nunca debe manipularse, limpiarse o retirarse del vacío durante la fabricación, lo que minimiza la exposición al polvo y otros contaminantes que podrían degradar el rendimiento de las células solares.

Los científicos reconocieron que la célula solar que crearon para sentarse encima de una burbuja de jabón podría ser demasiado delgada para ser práctica, dijeron que un aliento errante podría soplarla. "Es, por supuesto, solo para el espectáculo, pero creemos que es un buen espectáculo", dijo Jean.

Los investigadores señalaron que podían fabricar fácilmente películas de parileno de hasta 80 micrones de espesor utilizando equipos comerciales sin perder los otros beneficios de su técnica de fabricación.

"Con este enfoque, podría imaginarse laminando células solares livianas o incluso invisibles en las ventanas u otras superficies sólidas para la electrónica integrada en el edificio y el dispositivo", dijo Jean. "Un producto de consumo más robusto podría usar estas celdas laminadas sobre una lámina de plástico flexible convencional, que podría llevar consigo para obtener energía portátil".

Los investigadores notaron que su técnica de fabricación puede usar una variedad de materiales fotovoltaicos más allá de los que han demostrado hasta ahora. "Una tecnología fotovoltaica más eficiente podría alcanzar relaciones de potencia a peso aún mayores que los 6 vatios por gramo que mostramos en esta primera demostración", dijo Jean.

Las células solares ultrafinas del equipo del MIT son casi un orden de magnitud más delgadas y ligeras que las del titular anterior, dijo Max Shtein, científico de materiales de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, que no participó en este trabajo, en un comunicado. Como resultado, señaló que esta investigación "tiene enormes implicaciones para maximizar las relaciones entre potencia y peso, por ejemplo, importantes para aplicaciones aeroespaciales, y para la capacidad de simplemente laminar células fotovoltaicas en estructuras existentes".

Todavía no se sabe cuándo estas células solares estarán disponibles comercialmente, "pero una regla general es que se necesita una década para que una tecnología pase del laboratorio de investigación al mercado", dijo Jean.Algunos de los principales desafíos para ampliar este enfoque para uso comercial podrían incluir el desarrollo de un sistema integrado para la fabricación de alto rendimiento, por ejemplo, el procesamiento rollo a rollo, el aumento de la velocidad de deposición, y la identificación de aplicaciones en las que una celda ultraligera y flexible proporcionar algún valor único para el usuario ".

Jean, Bulović y su colega Annie Wang, también en el MIT, detallaron sus hallazgos en la edición de abril de la revista Organic Electronics.

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