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Las células solares fotovoltaicas tradicionales se están volviendo relativamente efectivas para convertir la luz en energía eléctrica. Estos dispositivos generalmente basados en silicona ya alimentan a millones de hogares en todo el mundo. Pero también son frustrantemente rígidos, lo que dificulta su incorporación en entornos urbanos heterogéneos y compactos. Para resolver el problema, un equipo de investigadores ha desarrollado una célula solar flexible que recientemente rompió un récord de eficiencia en su categoría.
Se denomina célula solar orgánica de una sola unión basada en solución, lo que significa que está formada por dos tipos de dos capas diferentes de polímero depositadas en una película flexible. Los científicos de la Universidad de Erlangen-Nuremberg en Alemania y la Universidad de Tecnología del Sur de China lograron una eficiencia de conversión del 12.25 por ciento en un área de superficie de un centímetro cuadrado, un aumento notable respecto al récord anterior del 9.7 por ciento. El grupo publicó sus resultados en la revista. Energía de la naturaleza.
Las células fotovoltaicas de uso convencional siguen ganando en gran medida la competencia de conversión, con una eficiencia teórica máxima del 29 por ciento. Pero las células solares flexibles mejoradas ofrecen un compromiso convincente: el hecho de que sean flexibles significa que algún día podríamos tener edificios en ciudades densamente pobladas, literalmente envueltas en una capa de paneles solares. Ser capaz de cubrir mucho más área de superficie podría compensar la falta de eficiencia de las células en la actualidad.
Granjas solares masivas de China a California han revolucionado la forma en que podemos aprovechar la increíble cantidad de energía luminosa que el sol emite a la Tierra todos los días. Pero este tipo de arreglos son astronómicamente costosos y requieren vastas franjas de tierra no utilizada.
La alternativa flexible presentada por esta investigación utiliza menos materiales, lo que reduce los costos de fabricación, y puede implementarse sobre la infraestructura existente. El Dr. Ning Li, un científico de materiales de FAU, dijo que este esfuerzo de colaboración ha encontrado una fórmula que probablemente llevará a la investigación de células solares flexibles en el futuro.
"Creo que la mejor manera de describir nuestro trabajo es imaginando una caja de ladrillos de Lego", explicó Li. "Nuestros socios en China insertaron y ajustaron grupos moleculares únicos en la estructura del polímero y cada uno de estos grupos influye en una característica especial que es importante para la función de las células solares".
El siguiente paso para este proyecto es desarrollar un prototipo más grande para comenzar las pruebas.
Estas celdas flexibles no reemplazarán a las confiables celdas basadas en silicio, sino que las complementarán. Las casas rurales y suburbanas con más espacio probablemente continuarán usando celdas altamente eficientes pero rígidas. Pero cuando los futuros rascacielos se mueven imperceptiblemente para adaptarse al viento, los paneles solares del futuro podrían algún día inclinarse junto con ellos.
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