La búsqueda de nuevos materiales y técnicas a nanoescala ha llevado al desarrollo de tecnologías fotovoltaicas de tercera generación cuyas propiedades son especialmente interesantes en el mercado de soluciones integradas arquitectónicamente. Entre estos, el tecnología de estado sólido de células solares sensibilizadas por coloranteen pocas palabras de uno pintura fotovoltaica. Por tanto, los edificios del futuro próximo no estarán revestidos con voluminosos paneles fotovoltaicos de silicio, sino revestidos con una pintura capaz de absorber la energía solar y transformarla en preciosa electricidad. Por el momento se trata de investigaciones y experimentos realizados en el laboratorio. La última investigación fue publicada recientemente en el Journal of the American Chemical Society, enfatizando la importancia de los dicalcogenuros monocapa, materiales bidimensionales muy delgados que cuando se combinan con otros compuestos orgánicos son capaces de liberar electrones que dan lugar a cargas eléctricas. Esto podría permitir a las personas producir paneles fotovoltaicos usando una impresora, o incluso pintando uno en una pared con una pintura especial, todo usando un material que es más fácil de producir y podría resultar más barato que el silicio. Si pudiera hacerse, realmente podríamos reducir los costos de un sistema solar porque no se necesita una máquina costosa para producir este tipo de panel. Sobre todo, se podrían aprovechar fachadas, campos, bancos. el vidrio, en definitiva, cualquier superficie golpeada por los rayos del sol sería útil para producir energía. La energía solar fotovoltaica tradicional ha visto una caída dramática en los precios durante la última década. LA precios de los paneles fotovoltaicos han bajado constantemente, hoy yoEn España, un sistema llave en mano de 3Kwp cuesta menos de 6000 euros.
La pintura fotovoltaica haría que la energía solar fotovoltaica fuera más barata y fácil de instalar. Imagine al constructor de casas del futuro que planifica una propiedad y se da cuenta de que puede agregar una pared colectora de energía solar al costado de la casa por un pequeño costo adicional. Eso sería genial, ¿verdad? Expandimos esta lógica y los lados estériles de enormes edificios que podrían usar su superficie para producir energía limpia. Por no mencionar el integración arquitectónica. Ya existen soluciones que se integran con los techos de los edificios, pensemos en tejas fotovoltaicas o paneles solares de capa fina, pero con la pintura solar se volvería prácticamente invisible.
la pintura fotovoltaica ya está en camino a la experimentación
¿Cuándo será posible utilizar pintura solar?
El equipo de investigación de la Universidad de Kansas se centró en hacer que la i funcione mejor semiconductores orgánicos. Podría ser una alternativa prometedora a los paneles a base de silicio, el material comúnmente utilizado para fabricar células solares que se utilizan actualmente. Los dos grupos de investigación de la universidad examinaron la disulfuro de molibdeno, un semiconductor bidimensional, para ver si eso podría resolver el problema. Descubrieron que una capa atómica del material crea más electrones “libres” que no permanecen unidos a sus pares faltantes. Esto les permite moverse libremente a través del material. Este avance es fundamental para hacer funcionar un panel solar, que utiliza la luz solar para hacer rebotar electrones que luego pueden alimentar un circuito para generar electricidad. El equipo de investigación se ha centrado solo en el lado físico del problema y dependerá de otros académicos llevarlo a un estado más comercial. Sin embargo, es positivo acerca de su potencial a largo plazo. “La eficiencia ideal está comenzando a acercarse”, dice Wui Chan, profesor asociado de física de la Universidad de Kansas y coautor de la investigación. “Las células normales basadas en silicio cristalino tienen una eficiencia de alrededor del 20 por ciento, incluso menos. Para los materiales orgánicos, el más eficiente puede alcanzar alrededor del 15 por ciento. Esto quiere decir que de momento no están generando tanta energía como los paneles normales, pero el futuro no está demasiado lejos”.
Hay que tener en cuenta que si por un lado es cierto que la eficiencia es menor, por otro lado las superficies aprovechables serán muchas más.. La fachada vertical de un edificio también podría resultar útil para producir electricidad. Otras cuestiones que quedan por resolver incluyen la estabilidad a largo plazo, ya que los paneles o en todo caso las fachadas tratadas con pintura fotovoltaica deberían durar décadas. Pero si alcanza un nivel en el que la eficiencia es alta, la estabilidad está asegurada y el producto es comercializable, podría conducir a precios más bajos.
Otro componente podría ser útil para crear la llamada pintura fotovoltaica. Se trata de perovskita, un mineral que se da en la naturaleza y que podría ser explotado para producir electricidad a partir del sol utilizando pintura líquida as MOSTRAR ESTA INVESTIGACIÓN El potencial de la perovskita para las células solares fue descubierto en 2006 por investigadores japoneses. Pero debido a que su estructura no se entendía bien y dado que la industria había comenzado hace mucho tiempo a explotar el silicio para crear electricidad solar, la perovskita fue ignorada en gran medida, según Tsutomu Miyasaka, quien fue el primero en sugerir su utilidad. La nueva tecnología se desarrolla a través de células solares de perovskita basadas en haluros organometálicos en células solares sensibles a colorantes. En una estructura de celda solar sensibilizada a tintes de base líquida, la adsorción de perovskita de haluro de plomo y metilamonio en una superficie nanocristalina de TiO2 produce una fotocorriente con una eficiencia de conversión de energía (PCE) de aproximadamente 3-4 %, como se descubrió por primera vez en 2009. La PCE fue se duplicó después de dos años al optimizar las condiciones de recubrimiento de la perovskita. Sin embargo, la cCélula solar de perovskita de base líquida recibió poca atención debido a problemas de estabilidad. Esos problemas se resolvieron en 2012, con el desarrollo de una celda solar de perovskita a largo plazo, estable y altamente eficiente (hasta un 10 por ciento), que reemplaza el conductor de orificio sólido con un electrolito líquido. El gran avance llevó a los científicos a experimentar con perovskita con creciente entusiasmo.
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