La energía solar ha crecido enormemente en popularidad durante la última década, aumentando su prevalencia en aproximadamente un 40 por ciento cada año. Actualmente representa aproximadamente el 1 por ciento del gasto total de energía del mundo.
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Pero la tecnología sigue siendo cara. A pesar de que los paneles solares han disminuido en precio, el costo de la instalación sigue siendo alto: hasta el 80 por ciento del costo de obtener paneles solares proviene de la instalación en sí, lo que implica asegurar paneles pesados en superficies a menudo inclinadas como los techos.
El profesor Vladimir Bulović y sus colegas del MIT Joel Jean y Annie Wang estaban interesados en lidiar con este alto costo de instalación y otros problemas cuando se propusieron hacer una célula solar ultraligera.
"Si uno pudiera hacer [una celda solar] muy liviana, en principio uno podría hacer una celda solar muy grande que pudiera desenrollarse en el techo de alguien o en un campo", dice Bulović. "Entonces la instalación podría ser tan simple como engrapar el panel desenrollado al techo".
Bulović y su equipo han dado el primer paso hacia este objetivo. Han creado una célula solar tan liviana que literalmente puede sentarse sobre una burbuja de jabón sin reventarla. Tiene solo 2, 3 micras de grosor, o 1/30 a 1/50 del grosor de un cabello humano. Es tan delgado que, en teoría, podría usarse en casi cualquier superficie, incluso en aquellas increíblemente delicadas: globos, ropa, papel y piel humana.
El equipo sabía que la clave para la célula solar ultraligera sería reemplazar un sustrato pesado (el material, generalmente vidrio, sobre el que se forman las capas de células solares) con uno más ligero. También tendrían que usar un proceso de temperatura ambiente para crear las células solares, ya que el proceso de alta temperatura utilizado para crear células solares convencionales se derretiría o dañaría los sustratos más ligeros.
El material con el que el equipo finalmente se decidió por la prueba de concepto fue el parileno, un polímero flexible similar a, pero mucho más delgado que el envoltorio Saran. Trabajando sobre una losa de vidrio, depositaron una capa muy delgada de material de células solares en la parte superior del parileno en una cámara de vacío, luego lo sellaron con otra capa de parileno. Luego pelaron el sándwich de células solares del vidrio.
La célula solar ultraligera resultante puede generar 6 vatios de energía por gramo, aproximadamente 400 veces más que su contraparte convencional. El nuevo proceso se detalla en la revista Organic Electronics.
El siguiente paso será descubrir cómo fabricar las células solares ultraligeras en grandes cantidades. El método utilizado para depositar el material de la célula solar en el sustrato es actualmente bastante lento y deberá acelerarse para producir eficientemente células solares ultraligeras más grandes. El equipo también necesitará probar en carretera diferentes sustratos para obtener resistencia y durabilidad.
"Deberíamos demostrar que puede funcionar de manera constante durante algunos años, según sea necesario para aplicaciones portátiles", dice Bulović.
Las células solares ultraligeras podrían ser útiles en áreas donde el peso es de suma importancia, como en los transbordadores espaciales. Podrían utilizarse para alimentar dispositivos domésticos comunes (papel táctil electrónico, paneles táctiles, sensores) sin agregar peso ni volumen. También podrían combinarse con otra de las innovaciones de Bulović, las células solares transparentes, para crear una fuente de energía casi invisible en casi cualquier superficie.
"Nuestro objetivo es reimaginar qué es una célula solar y reimaginar cómo puede desplegarse la tecnología solar", dice Bulović.
El ingeniero estima que tomará alrededor de una década antes de que la tecnología de su equipo se generalice.
"Para pasar de esta estructura a una más grande, ciertamente podemos imaginar lo que se necesitaría para llegar allí", dice. “No hay un número significativo de incógnitas. Las tareas por delante deben ser conquistables ".
