La célula solar delgada como el papel puede convertir cualquier superficie en una fuente de energía

Investigadores del MIT desarrollan una técnica de fabricación escalable para producir células solares ultrafinas y ligeras que se pueden añadir sin problemas a cualquier superficie.

Por Adam Zewe oficina de noticias del MIT del 9 de Diciembre de 2022

Los ingenieros del MIT han desarrollado células solares de tela ultraligeras que pueden convertir rápida y fácilmente cualquier superficie en una fuente de energía.

Estas células solares duraderas y flexibles, que son mucho más delgadas que un cabello humano, están pegadas a una tela fuerte y liviana, lo que las hace fáciles de instalar en una superficie fija. Pueden proporcionar energía sobre la marcha como un tejido de energía portátil o transportarse y desplegarse rápidamente en ubicaciones remotas para asistencia en emergencias. Tienen una centésima parte del peso de los paneles solares convencionales, generan 18 veces más energía por kilogramo y están hechos de tintas semiconductoras utilizando procesos de impresión que pueden escalarse en el futuro a la fabricación en grandes áreas.

Debido a que son tan delgadas y livianas, estas células solares se pueden laminar en muchas superficies diferentes. Por ejemplo, podrían integrarse en las velas de un barco para proporcionar energía en el mar, adherirse a tiendas de campaña y lonas que se despliegan en operaciones de recuperación de desastres o aplicarse a las alas de drones para ampliar su alcance de vuelo. Esta tecnología solar liviana se puede integrar fácilmente en entornos construidos con necesidades mínimas de instalación.

“Las métricas utilizadas para evaluar una nueva tecnología de celdas solares generalmente se limitan a su eficiencia de conversión de energía y su costo en dólares por vatio. Igual de importante es la integrabilidad: la facilidad con la que se puede adaptar la nueva tecnología. Los tejidos solares ligeros permiten la integrabilidad, dando impulso al trabajo actual. Nos esforzamos por acelerar la adopción solar, dada la urgente necesidad actual de implementar nuevas fuentes de energía libres de carbono”, dice Vladimir Bulović, presidente de Fariborz Maseeh en Tecnología Emergente, líder del Laboratorio de Electrónica Orgánica y Nanoestructurada (ONE Lab), director de MIT.nano, y autor principal de un nuevo artículo que describe el trabajo.

Junto a Bulović en el artículo están los coautores principales Mayuran Saravanapavanantham, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en el MIT; y Jeremiah Mwaura, científico investigador del Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT. La investigación se publica hoy en Small Methods.

Las células solares de silicio tradicionales son frágiles, por lo que deben revestirse de vidrio y empaquetarse en un marco de aluminio pesado y grueso, lo que limita dónde y cómo se pueden implementar.

Hace seis años, el equipo de ONE Lab produjo células solares utilizando una clase emergente de materiales de película delgada que eran tan livianos que podían colocarse encima de una pompa de jabón. Pero estas células solares ultrafinas se fabricaron mediante procesos complejos basados en el vacío, que pueden ser costosos y difíciles de ampliar.

En este trabajo, se propusieron desarrollar células solares de película delgada que fueran completamente imprimibles, utilizando materiales basados en tinta y técnicas de fabricación escalables.

Para producir las células solares, utilizan nanomateriales que se encuentran en forma de tintas electrónicas imprimibles. Trabajando en la sala limpia de MIT.nano, recubren la estructura de la celda solar utilizando un recubierto de matriz ranurada, que deposita capas de los materiales electrónicos en un sustrato liberado preparado que tiene solo 3 micrones de espesor. Mediante serigrafía (una técnica similar a cómo se añaden diseños a las camisetas serigrafiadas), se deposita un electrodo sobre la estructura para completar el módulo solar.

Ver nota completa en https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209

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