Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado células solares de colores hechas de material semiconductor de perovskita de bajo costo que pueden integrarse en fachadas o techos de edificios a largo plazo, imitando el aspecto de materiales de construcción conocidos.

Las células solares de perovskita ya muestran eficiencias de más del 25% en el laboratorio, y eso con materiales de partida más baratos y métodos de producción más simples que las células solares de silicio igualmente eficientes. Sin embargo, esto todavía solo se aplica a pequeña escala: «Además de la estabilidad, un obstáculo clave para la entrada al mercado de la tecnología es transferir la alta eficiencia lograda en áreas pequeñas a áreas grandes», dice el profesor Ulrich W. Paetzold del Instituto de Tecnología de Microestructuras (IMT) del KIT.

Esta es la única forma en que la tecnología puede conducir al desarrollo de módulos solares rentables. La perspectiva es atractiva, porque esas cosas podrían integrarse en masa en partes del edificio que aún no se utilizan, como las fachadas.

Debido a que la estética juega un papel importante para dicho uso además de los costos y la eficiencia, el equipo de investigación de Paetzold, junto con el socio industrial Sunovation, investigó un método de impresión de inyección de tinta con el que se pueden colorear los módulos solares de perovskita. Su ventaja: la coloración de los módulos con la impresión de inyección de tinta es económica y también adecuada para áreas más grandes.

La impresión de color es independiente de la incidencia de la luz

El enfoque elegido tiene otra ventaja significativa: «Hasta ahora, cuando se fabricaban células solares de perovskita coloreadas, la impresión de color de la célula solar para el espectador dependía en gran medida del ángulo de la luz incidente», explica el coordinador del proyecto Helge Eggers del IMT.

«Con nuestro método, por otro lado, el color utilizado es casi completamente independiente del ángulo de incidencia de la luz solar, pero siempre se ve igual», dice Eggers. En una serie de experimentos a gran escala, los investigadores pudieron demostrar que este método, desarrollado originalmente para módulos solares hechos de silicio, también se puede utilizar de manera eficiente con módulos solares de perovskita. Las células solares, de colores vivos en los colores básicos cian, magenta y amarillo, mostraron hasta un 60 por ciento de la eficiencia original al convertir la energía solar en electricidad.

El método también tiene otra ventaja: gracias a la técnica de impresión por inyección de tinta, estos colores se pueden mezclar. Esto no solo permite un amplio espectro de colores, sino también la impresión de patrones de colores complejos. Los investigadores utilizaron esto para producir módulos solares que parecen diferentes materiales de construcción.

Los módulos solares de perovskita con apariencia de mármol blanco demostraron ser particularmente eficientes. Aquí, el equipo pudo lograr eficiencias de hasta un 14 por ciento. “El objetivo de la fotovoltaica integrada en edificios no es instalar sistemas fotovoltaicos en techos o fachadas, sino reemplazarlos con módulos y así evitar costos adicionales”, dice Eggers. “Lo siguiente se aplica a la energía fotovoltaica integrada en edificios: una celda solar integrada con baja eficiencia es mejor que una pared que no suministra electricidad en absoluto.

 

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