Un investigador de UConn ha desarrollado una antena recolectora de luz que podría duplicar la eficiencia de los paneles de células solares existentes y hacer que su construcción sea más económica.
La profesora Challa V. Kumar, quien tiene nombramientos en los departamentos de Química, Biología Molecular y Celular, y el Instituto de Ciencia de Materiales, y su equipo han creado un gel que mejora la capacidad de las células solares para absorber energía de la luz solar.
La luz solar golpea a la Tierra todos los días con más energía de la que se usa en todo el mundo en un año. Pero encontrar una forma eficiente de capturar y almacenar energía solar para reemplazar los combustibles fósiles a medida que la fuente mundial de energía sigue siendo un desafío.
"La mayor parte de la luz del sol se emite a través de una ventana muy amplia de longitudes de onda", dice Kumar, quien recientemente presentó su trabajo en la 250ª Reunión y Exposición Nacional de la American Chemical Society en Boston. "Si quiere usar energía solar para producir corriente eléctrica, quiere cosechar la mayor cantidad posible de ese espectro".
Las células solares fotovoltaicas de silicio, el tipo más común actualmente utilizado en los paneles para convertir fotones (pequeñas partículas de luz) en electricidad, no pueden aprovechar la parte azul del espectro de luz. Solo los fotones con la cantidad correcta de energía son absorbidos por la célula fotovoltaica.
La antena construida por Kumar y su equipo recolecta fotones azules no utilizados en el espectro de luz y, a través de un proceso de "fotosíntesis artificial", los convierte en fotones de menor energía para que el silicio se convierta en corriente, explica Kumar.
Tomando la inspiración de las plantas, el equipo utilizó una mezcla de materiales biodegradables para recoger la luz solar, al igual que la clorofila vegetal. El brebaje incluye proteína de la sangre de la vaca (un producto de desecho en la industria de la carne), ácido graso de los cocos y diferentes colorantes orgánicos.
Juntas, estas sustancias forman un gel que, cuando se coloca en una célula de Gratzel, un tipo particular de célula solar, aumenta su absorción de fotones no utilizados y la potencia de salida de la célula.
"Este proceso es excelente para recubrir los diodos emisores de luz de las células solares, que en su mayoría emiten en la región azul", dice Kumar. "Nuestra visión es integrar esta tecnología en el proceso de fabricación de paneles solares, que le cuestan a los propietarios miles de dólares, para que sean más asequibles y eficientes.
Kumar dice que muchos grupos alrededor del mundo están trabajando para hacer este tipo de antena, pero asegura que es el primero de su tipo.
Él dice que el gel es fácil de fabricar y relativamente económico, pero la mezcla debe ser lo suficientemente estable y dura como para durar varios años para incorporarse a las técnicas de fabricación existentes.
La Universidad ha presentado una solicitud de patente provisional, y Kumar está trabajando con una compañía de Connecticut para descubrir cómo aplicar el gel a las células solares de silicio.
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