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Imagin\u00e9monos toda una ciudad, con una multitud de edificios, donde sus ventanas permiten que la luz del sol entre y, al mismo tiempo, pueden captar la energ\u00eda del sol necesaria para satisfacer todas nuestras necesidades de energ\u00eda el\u00e9ctrica. Se trata de una contribuci\u00f3n muy importante a la edificaci\u00f3n sostenible y tambi\u00e9n, de un escenario, cada vez m\u00e1s posible, donde las ventanas de los edificios se convierten en c\u00e9lulas solares de producci\u00f3n de energ\u00eda que nos ayudan a reducir nuestra dependencia de los combustibles f\u00f3siles, a luchar contra el cambio clim\u00e1tico y a avanzar as\u00ed, hacia una econom\u00eda m\u00e1s sostenible y un medio ambiente m\u00e1s limpio.<\/p>\n
En una investigaci\u00f3n reciente llevada a cabo por el Instituto de Ciencias Fot\u00f3nicas, ICFO, \u2014centro de investigaci\u00f3n y formaci\u00f3n de ciencias y tecnolog\u00edas \u00f3pticas perteneciente a la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalunya\u2014 los investigadores fabricaron una c\u00e9lula solar org\u00e1nica \u00f3ptima, con un alto nivel de transparencia y una alta eficiencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda, un paso prometedor hacia las energ\u00edas renovables integradas que puedan ser asequibles, limpias y de una amplia ampliamente utilizaci\u00f3n a nivel urbano. Los resultados de estas investigaci\u00f3n acaban de publicarse en la revista cient\u00edfica \u201cNature Photonics\u201d.<\/p>\n
Los paneles solares comerciales de hoy en d\u00eda, en su mayor parte se componen de c\u00e9lulas solares de silicio cristalino que son muy eficientes convirtiendo la radiaci\u00f3n solar en energ\u00eda el\u00e9ctrica (15% de eficiencia de conversi\u00f3n). Sin embargo, estos paneles solares presentan varias dificultades importantes a la hora de alcanzar una m\u00e1xima explotaci\u00f3n.<\/p>\n
Para empezar, deben ser orientados con precisi\u00f3n para recibir la luz solar directa y, aun as\u00ed, su capacidad para absorber la luz difusa tiene serias limitaciones. Adem\u00e1s, son pesados, opacos y ocupan mucho espacio.<\/p>\n
La tecnolog\u00eda de c\u00e9lulas solares org\u00e1nicas se conoce desde hace unos treinta a\u00f1os, sin embargo, hoy en d\u00eda es cuando est\u00e1 empezando a tener un mayor inter\u00e9s sustancial debido a su bajo coste de producci\u00f3n.<\/p>\n
Mientras que las c\u00e9lulas org\u00e1nicas a\u00fan no han llegado a alcanzar los valores de eficiencia de las c\u00e9lulas a base de silicio, estas c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas, OPV, han demostrado ser m\u00e1s ligeras, m\u00e1s flexibles, ya que son capaces de adaptarse a superficies curvas.<\/p>\n
Incluso, las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas son m\u00e1s sensibles a la luz de niveles bajos de intensidad, as\u00ed como a la luz solar indirecta, por lo que se han convertido en una de las tecnolog\u00edas fotovoltaicas m\u00e1s atractivas para su utilizaci\u00f3n en muchas aplicaciones que son de uso diario, fundamentalmente, debido a las ventajas que presenta.<\/p>\n
Entre estas ventajas, destaca una propiedad que las hace a\u00fan m\u00e1s interesantes como es su potencial para ser implementadas como un dispositivo semitransparente.<\/p>\n
Sin embargo, las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas, como cualquier otra tecnolog\u00eda fotovoltaica, alcanzan su m\u00e1xima eficiencia de conversi\u00f3n de la luz solar en energ\u00eda el\u00e9ctrica, utilizando dispositivos opacos. Para convertir estas c\u00e9lulas opacas en transparentes, se debe disminuir el espesor el electrodo de la capa trasera de metal hasta alcanzar tan s\u00f3lo unos pocos nan\u00f3metros, lo que tambi\u00e9n reduce dr\u00e1sticamente la capacidad del dispositivo para captar la luz solar.<\/p>\n
El gran m\u00e9rito de los investigadores del ICFO se debe a que han sido capaces de poner en pr\u00e1ctica una c\u00e9lula semitransparente que incorpora un cristal fot\u00f3nico y alcanzar un rendimiento de la c\u00e9lula transparente casi tan bueno como si fuera opaca.<\/p>\n
Mediante la adici\u00f3n de cristales fot\u00f3nicos extra a la c\u00e9lula fotovoltaica, los cient\u00edficos del ICFO fueron capaces de aumentar la cantidad de luz infrarroja y de luz ultravioleta absorbidas por la c\u00e9lula fotovoltaica, alcanzando una eficiencia del 5,6%, al tiempo que consiguieron que la transparencia de la c\u00e9lula fotovoltaica org\u00e1nicas fuera casi indistinguible de la del vidrio normal.<\/p>\n
Los resultados obtenidos en materia de eficiencia y transparencia hacen que estas c\u00e9lulas fotovoltaicas se hayan convertido en un producto muy competitivo para las tecnolog\u00edas fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV). Adem\u00e1s, en lo que se refiere a su valor paisaj\u00edstico y arquitect\u00f3nico, el color de las c\u00e9lulas fotovoltaicas org\u00e1nicas puede ser sintonizado mediante un simple cambio en la configuraci\u00f3n de la capa de cristal fot\u00f3nico.<\/p>\n
Jordi Martorell, profesor del Instituto de Ciencias Fot\u00f3nicas, ICFO, y l\u00edder del proyecto de investigaci\u00f3n realizado, considera las aplicaciones de este tipo de tecnolog\u00eda en edificios estas ya muy cerca, pero que la tecnolog\u00eda no ha alcanzado su punto de saturaci\u00f3n todav\u00eda.<\/p>\n
El descubrimiento de ICFO abre camino a la innovaci\u00f3n de otras aplicaciones industriales basadas en la energ\u00eda fotovoltaica transparente. A medio plazo, se espera conseguir c\u00e9lulas fotovoltaicas de una gran transparencia y dotadas de la eficiencia necesaria como para alimentar dispositivos tales como pantallas, tabletas, tel\u00e9fonos inteligentes, etc \u2026 \u201c<\/p>\n
El futuro parece prometedor para este tipo de dispositivos. Un proyecto europeo que ha sido aprobado recientemente, titulado SOLPROCELL1, permitir\u00e1 que un consorcio integrado por los principales investigadores e empresas de Europa, dirigido por el Instituto de Ciencias Fot\u00f3nicas de Catalunya para impulsar el estudio de las capacidades de estas c\u00e9lulas, la mejora de su estabilidad y la duraci\u00f3n de su vida \u00fatil, as\u00ed como para obtener el material necesario que permita elevar sustancialmente sus niveles de eficiencia energ\u00e9tica.<\/p>\n