Malla protectora de celdas solares de perovskita, con estructura parecida al ojo de una mosca.  

De unos años a la fecha, los científicos han trabajado con la perovskita, un mineral de bajo costo que convierte la luz del Sol en electricidad tan eficientemente como las celdas solares convencionales hechas de silicio. Sin embargo, este material es muy frágil. De utilizarse en paneles solares comerciales, apenas sobreviviría al proceso de fabricación. Pero, en el medio ambiente, es más resistente.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford encontró cómo proteger la perovskita para utilizarla como material fotovoltaico. Para ello, se inspiraron en la naturaleza. Reinhold Dauskardt, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Stanford y autor principal de la investigación, observó las imágenes en close up de los ojos de las moscas: están formados por cientos de pequeños ojos segmentados: “Tienen una hermosa forma de panal con redundancia incorporada; es decir, si un segmento se pierde, otros cientos operarán. Cada segmento es muy frágil, pero todos están protegidos por una malla o armazón”, dijo Dauskardt.

Fue así como su equipo y él desarrollaron una malla que consta de una estructura en forma de panal parecida al ojo de una mosca, con microceldas de perovskita, cada una encapsulada en un compartimiento de forma hexagonal de sólo 0.02 pulgadas (500 micras) de ancho.

Entramado de una célula solar compuesta llena de perovskita después de la prueba de fractura. (Foto: Laboratorio Dauskardt / Universidad de Stanford)

La estructura protectora está hecha de una resina epoxi de bajo costo, ampliamente utilizada en la industria de la microelectrónica. Es resistente a los procesos mecánicos y, por lo tanto, mucho más resistente a la fractura. En las pruebas, los investigadores expusieron celdas de perovskita encapsuladas a temperaturas de 85 grados Celsius y 85% de humedad relativa durante seis semanas. A pesar de estas condiciones extremas, las celdas continuaron generando electricidad a tasas relativamente altas de eficiencia.

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En este experimento, observaron que el armazón tuvo poco efecto sobre la capacidad de la perovskita para convertir la luz en electricidad; es decir, se obtuvo casi la misma eficiencia de poder de conversión de cada pequeña celda de perovskita que se obtendría de una celda solar convencional. Además, se demostró que el armazón de epoxi protegió a la perovskita sin que hubiera fracturas, por lo que, se concluye, su utilización es viable para paneles solares comerciales.

Proyecto FSE dio cuenta, en mayo de 2017, de dos estudios que establecieron nuevos récords mundiales en desempeño y eficiencia de celdas solares de perovskita. Uno de ellos proviene del Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) y el otro de The Australian National University (ANU), que alcanzaron una eficiencia fotovoltaica del 22.1% y del 26%, respectivamente.

Fuente:
https://energy.stanford.edu/
Fuente PFSE:
http://proyectofse.mx/2017/05/01/celdas-solares-perovskita-imponen-records-eficiencia-energetica/
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