Placa solar transparente

Invernaderos con paneles solares transparentes

Las células solares semitransparentes pueden fabricarse con diversas tecnologías de semiconductores: silicio amorfo, telururo de cadmio (CdTe), kesterita, calcopirita, sensibilizadas por colorantes, orgánicas y perovskitas. Las perovskitas son una de las tecnologías más prometedoras para la próxima generación de células fotovoltaicas.

Las perovskitas son materiales compuestos que tienen la misma estructura cristalina que el óxido de calcio y titanio. Hay varios elementos diferentes que pueden combinarse para formar estructuras de perovskita, lo que permite a los fabricantes producir cristales de perovskita con diversas características físicas, ópticas y eléctricas en función de la aplicación.

En las células solares fotovoltaicas, las nuevas tecnologías de perovskita ofrecen una mayor eficiencia, ya que tienen un mayor espectro de abstracción y células multiunión. También son más ligeras, flexibles, baratas y fáciles de construir que las tecnologías más antiguas, como el silicio, ya que pueden crearse a temperaturas más bajas e instalarse sobre plástico.

Las células transparentes basadas en perovskita pueden crearse depositando una fina capa de cristales de perovskita y modificando el grosor de la película variando la concentración de la solución, o cubriendo parcialmente la perovskita y dejando secciones vacías. La transparencia de la célula también puede ajustarse variando la brecha de banda, utilizando la relación bromuro-yodo para dejar una brecha en la luz visible absorbida.

Fabricantes de paneles solares transparentes

Inspirándose en la idea de Lunt, el equipo desarrolló una célula fotovoltaica transparente. La figura esquemática siguiente muestra sus componentes y cómo funcionan juntos. La capa más gruesa (hacia la izquierda) es el cristal, el plástico u otro sustrato transparente que se recubre; las múltiples capas del recubrimiento fotovoltaico están hacia la derecha. En el centro del recubrimiento se encuentran las dos capas activas: los materiales semiconductores absorbentes que se excitan con la luz solar e interactúan, creando un campo eléctrico que hace que fluya la corriente. Estas capas están recubiertas por electrodos que se conectan al circuito externo que transporta la corriente fuera del dispositivo. Como ambos electrodos deben ser transparentes -no el metal reflectante habitual-, se puede añadir una capa en la parte posterior de la célula para reflejar la luz solar de determinadas longitudes de onda y enviarla de vuelta para un segundo paso a través de las capas activas. Por último, se pueden utilizar revestimientos antirreflectantes en ambas superficies exteriores para reducir los reflejos, ya que la luz que se refleja -potencialmente hasta un 10% del total- no atraviesa el dispositivo. “Utilizamos una combinación de ingeniería molecular, diseño óptico y optimización del dispositivo: un enfoque holístico para diseñar el dispositivo transparente”, afirma Barr.

Cómo fabricar paneles solares transparentes

La idea de ventanas solares transparentes casi suena demasiado buena para ser verdad, y lo es, pero no del todo. Los investigadores llevan años dándole vueltas al reto de aprovechar la luz solar para generar electricidad a partir de ventanas transparentes. El premio son hectáreas y hectáreas de nuevos emplazamientos para paneles solares en edificios, sin perder las ventajas de ahorro energético de la luz natural. Basta con mirar cualquier edificio acristalado para sentir prácticamente cómo florecen las posibilidades. Los obstáculos son muchos, pero parece que por fin se va a producir un verdadero avance, por así decirlo.

La tecnología solar de capa fina es exactamente lo que parece. En lugar de un panel solar rígido y voluminoso a través del cual nadie puede ver, la plataforma de película fina consiste en fabricar células solares flexibles en forma de una solución que puede pintarse literalmente sobre diversas superficies, permitiendo que la luz solar se filtre a través de ellas.

Ese problema ha empezado a desaparecer del panorama, pero los investigadores siguen trasteando con el grafeno y otros retoques de alta tecnología para abordar el verdadero meollo de la cuestión, que es cómo formular una ventana solar realmente transparente que funcione con la eficacia suficiente para justificar su coste.

Paneles solares parcialmente transparentes

Las nuevas tecnologías de paneles solares están a punto de transformar el panorama mundial de la energía solar. Algunas de estas prometedoras tecnologías ya se encuentran en fases avanzadas de desarrollo y podrían llegar al mercado muy pronto. Con estas innovaciones, la energía solar ya no requerirá grandes extensiones de terreno ni antiestéticos tejados. (Las tejas solares estéticamente atractivas y altamente eficientes, por ejemplo, ya están creando tejados solares atractivos).

El vidrio fotovoltaico es probablemente la nueva tecnología de paneles solares más vanguardista que promete cambiar las reglas del juego a la hora de ampliar el alcance de la energía solar. Se trata de paneles solares transparentes que pueden generar electricidad literalmente desde las ventanas de las oficinas, las casas, el techo solar del coche o incluso los smartphones. Las persianas son otra parte de la ventana de un edificio que puede generar electricidad (hablaremos de ello en un apartado posterior).

Investigadores de la Universidad Estatal de Michigan (MSU) crearon originalmente el primer concentrador solar totalmente transparente en 2014. Este panel solar transparente podía convertir prácticamente cualquier lámina de vidrio o ventana en una célula fotovoltaica. En 2020, los investigadores de EE.UU. y Europa ya han logrado la transparencia total del vidrio solar.