¿Cansado de aburridos tejados azules? Científicos fabrican coloridos paneles solares con mínima pérdida de eficiencia

Investigadores en China fabricaron paneles solares en tonos azul, verde y morado sin una caída significativa en la eficiencia. Crédito: ACS Nano.

No podríamos estar más contentos de que la energía solar se esté volviendo barata y accesible para todo tipo de personas y empresas. Es posible que haya notado que algunos de sus vecinos están instalando paneles solares en los techos, o puede que usted mismo sea un usuario. Pero probablemente hayas notado que también se ven un poco aburridos. Los paneles solares vienen en dos colores básicos y, francamente, monótonos: negro y azul.

Espera, te escucho y estoy de tu lado. Aquí estamos obteniendo energía limpia del sol y a bajo costo (por cierto, la energía solar es más barata que la red eléctrica en muchos lugares de los EE. UU.), pero nos quejamos porque estamos cansados ​​​​de ver demasiado azul. en nuestros barrios. Confía en mí, como un niño que creció en Europa del Este, hay peores llagas en los ojos que uno podría tener en su vecindario local, como vivir al lado de una central eléctrica de carbón en descomposición.

Pero así es como somos los humanos. Nunca están realmente contentos, y eso no es tan malo todo el tiempo. Significa que encontramos soluciones y construimos diversidad.

En un nuevo estudio, los investigadores en China finalmente crearon paneles solares que vienen en diferentes tonos de colores que son casi tan eficientes como los tradicionales.

Los paneles solares son azules porque están hechos de silicio policristalino, por lo que también se les conoce como paneles solares policristalinos. También tienen un revestimiento antirreflectante que ayuda a mejorar su capacidad y eficiencia de absorción de energía. Los paneles solares negros están hechos de silicio monocristalino de alta pureza, que ayuda a absorber casi todas las longitudes de onda de la luz, por lo que parece negro. Por lo tanto, las celdas solares negras son generalmente más eficientes que las celdas azules. Si alguna vez usaste una camisa negra en un caluroso día de verano, entonces sentiste este efecto.

Si pinta sobre una celda solar negra o azul, la pintura naturalmente bloqueará parte de la luz solar y dificultará la salida de energía. Entonces, el equipo de investigadores de la Universidad Jiao Tong y la Universidad de Xinjiang tomó una ruta totalmente diferente que no implica cambiar la cantidad de energía absorbida, inspirándose en la naturaleza para desarrollar colores estructurales.

El hermoso azul metálico de las alas de las mariposas, por ejemplo, no es producido por pigmentos sino que proviene de estructuras microscópicas y nanoscópicas presentes en los apéndices. Estas estructuras reticulares dispersan la luz y solo reflejan hacia nuestros ojos una porción de luz muy estrecha y selectiva.

Los investigadores chinos no son los primeros en tener esta idea, pero los esfuerzos anteriores dieron como resultado paneles solares que eran iridiscentes o muy caros. Su solución fue rociar una capa muy delgada de vidrio fotónico, una disposición desordenada de esferas microscópicas de sulfuro de zinc, que deja pasar la mayor parte de la luz, pero refleja ciertas longitudes de onda selectivas. Al ajustar estas longitudes de onda, los investigadores esencialmente podrían alterar el color del panel solar.

Crédito: ACS Nano.

Usando este enfoque, los autores fabricaron paneles solares con tonos azules, verdes y morados con menos del 1% de reducción en la eficiencia general. El vidrio fotónico demostró ser duradero durante las pruebas y se supone que la tecnología es escalable para la fabricación en masa.

“Estos resultados confirman que el vidrio fotónico es una estrategia prometedora para los fotovoltaicos de colores que poseen una alta eficiencia y aplicabilidad práctica”, escribieron los autores en su estudio.

Los hallazgos aparecieron en la revista ACS Nano.