Las células orgánicas triplican la producción de energía solar

Un dispositivo descrito como un recolector de luz ambiental maximiza la eficiencia de la producción de energía solar y permite su uso en dispositivos autoalimentados en ambientes internos.

Los científicos crearon estas células solares orgánicas, sensibilizadas con colorantes con una eficiencia tres veces mayor que la de células solares convencionales. El mayor aprovechamiento energético en espacios cerrados permite producir energía con la luz de las lámparas del interior de los edificios.

Estas nuevas células solares fueron desarrolladas por un equipo de investigación de la Universidad de Upsala de Suecia y la Universidad Técnica de Múnich de Alemania, integrado por Marina Freitag y Hannes Michaels.

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— Chemical Science (@ChemicalScience) March 6, 2020

Múltiples aplicaciones

Los investigadores aseguran que las células pueden proporcionar suficiente electricidad de la luz ambiental para alimentar un nodo capaz de detectar y comunicar datos dentro de una red inalámbrica. También durante un largo período de oscuridad.

Estos resultados también apuntan a un fuerte impulso a la proliferación de minidispositivos digitales de bajo coste. Las posibilidades son muy amplias. Sus potenciales aplicaciones van desde la domótica hasta la dotación de funciones “inteligentes” a paquetes durante su transporte al destinatario, al seguimiento de objetos en almacenes, oficinas y domicilios, y a muchos otros enseres.

Estudios del MIT (Massachusetts Institute of Technology)  indican que el mercado de esos dispositivos podría superar los mil millones de dólares anuales a mediados de la década de 2020.

Uso en Internet de las Cosas

El IoT (Internet de las Cosas) permite la agrupación e interconexión de dispositivos y objetos a través de una red. Todos ellos podrían interactuar, desde sensores y dispositivos mecánicos hasta objetos cotidianos como el frigorífico, el calzado o la ropa.

Cualquier cosa que se pueda imaginar podría ser conectada a Internet e interaccionar sin necesidad de la intervención humana. El objetivo final es una interacción de máquina a máquina, o lo que se conoce como M2M (machine to machine).

Uno de los grandes retos para el desarrollo de la tecnología es cómo proveer de energía a estos dispositivos. La movilidad, independencia y ubicuidad de los dispositivos de esta red requiere de sistemas de energía que sean capaces de seguirlos a todas partes. De allí la importancia que estas células solares tienen para el desarrollo tecnológico futuro.

Los científicos esperan que en los años por venir miles de millones de dispositivos IoT autoalimentados por celdas solares interiores proporcionen todo, desde información ambiental hasta comunicaciones hombre-máquina y máquina-máquina. Tales sensores avanzados pueden mejorar aún más la próxima ola de robótica y sistemas autónomos actualmente en desarrollo.

«Los recolectores de luz ambiental proporcionan una nueva generación de dispositivos IoT inteligentes. La combinación de alta eficiencia y bajo costo con materiales no tóxicos para la energía fotovoltaica en interiores es de suma importancia para la sostenibilidad de IoT,» dijo Marina Freitag.

"Indoor Dye-sensitized Solar Cells: Diffuse Light Harvesting to Structured Information", if you want to know about it…https://t.co/AawjjuOCf5@nuact_NCL @ChemistryNCL @NECEM_NE #IPV #IoT #AI #DSCs #sogreen

— Marina Freitag (@freitag_marina) February 20, 2020

Mayor eficiencia

Los resultados de la investigación sitúan a estas células solares orgánicas como líderes en eficiencia de conversión de energía bajo condiciones de iluminación artificial en interiores. Superan ampliamente a las convencionales de silicio y a las hechas de materiales exóticos.

El rendimiento del dispositivo se midió bajo iluminación ambiental con un tubo fluorescente. Los resultados corresponden a una eficiencia de conversión de energía del 34%. Según los investigadores, es la más alta para cualquier dispositivo fotovoltaico orgánico sensibilizado con colorante de este tipo.

A modo de comparación, las células solares convencionales sensibilizadas con colorante han logrado eficiencias que van del 10% al 14%. Además, estos niveles se logran en células con superficies mucho más grandes.

La células, basadas en un complejo de yoduro de cobre, se fabricaron a través de una nueva estrategia de sensibilización conjunta.

La investigación sobre células solares orgánicas ha impulsado varios estudios recientes, incluidos documentos producidos por el Instituto de Ciencia y Tecnología Skolkovo de Rusia, el Laboratorio Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido.

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