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Ventanas solares que aprovechan la luz interior y la luz solar
Investigadores de UCL construyeron ventanas solares semitransparentes de perovskita que convierten la luz interior y la luz solar en electricidad.
Imagen: TechXplore
El prototipo. Crédito: University College London
Un nuevo tipo de célula solar semitransparente podría convertir las ventanas en fuentes de energía que funcionan tanto con la luz solar como con la iluminación interior. Un equipo internacional liderado por investigadores del University College London (UCL) describe la tecnología en un artículo publicado en Advanced Energy Materials.
El enfoque podría permitir que los edificios generen electricidad por la noche y en días nublados, así como bajo la luz directa del sol. Los investigadores diseñaron ventanas solares que transmiten el 30% de la luz solar —frente al aproximadamente 80% o 90% del vidrio ordinario— al tiempo que mantienen un sólido rendimiento en la generación de energía.
«Los tejados suelen instalarse con paneles solares, pero las amplias superficies acristaladas de muchos edificios modernos siguen estando en gran medida sin aprovechar como recurso energético. En nuestro estudio, demostramos que es posible mantener la ventana transparente para que deje pasar la luz a la vez que se mantiene la eficiencia de las células solares. El siguiente paso es diseñar células solares flexibles que puedan aplicarse a estructuras curvas, como las ventanas del Shard o las de los automóviles, así como a superficies no rígidas como la ropa o las mochilas. También nos gustaría fabricar células solares a escalas mayores que las que logramos en este estudio. La visión a más largo plazo es hacer que las fotovoltaicas semitransparentes sean tan fáciles de integrar como un film para ventanas. A medida que la tecnología madure, estos dispositivos podrían desarrollarse en películas flexibles que se apliquen directamente sobre cristales de vehículos, techos solares y otras superficies transparentes para generar electricidad limpia sin grandes cambios estructurales.»
La autora principal, Siming Huang, estudiante de doctorado en el Institute for Materials Discovery de UCL, dijo que el sombreado parcial también podría reducir la demanda de refrigeración. Al bloquear parte de la luz solar, la tecnología actúa de forma similar al vidrio tintado, lo que podría disminuir la energía necesaria para el aire acondicionado en regiones más calurosas.
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Capas de perovskita ajustadas para la luz interior
El equipo utilizó perovskita, un material cada vez más empleado en paneles solares para exterior. A diferencia de las células convencionales a base de silicio, la composición de la perovskita puede ajustarse para absorber las longitudes de onda específicas presentes en la iluminación interior.
El modelado por ordenador ayudó a los investigadores a equilibrar la transparencia con la eficiencia. Construyeron una capa absorbente de perovskita de apenas 185 nanómetros de espesor —unas 500 veces más delgada que un cabello humano y tres o cuatro veces más delgada que la capa usada en células solares típicas.
Los investigadores también añadieron 3-trifluorometil-1H-1,2,4-triazol, una molécula que reduce defectos conocidos como “trampas”. Estos defectos pueden retener electrones antes de que se recoja su energía. La molécula además ayudó a estabilizar la estructura cristalina de la perovskita y a limitar la degradación con el tiempo.
Electrodo transparente que mejora el rendimiento
Los electrodos de oro comúnmente usados en células solares de perovskita conducen la electricidad de forma eficaz pero bloquean la luz. Para mejorar la transparencia, el equipo colocó una fina capa de oro entre dos capas transparentes de óxido de molibdeno, reduciendo la reflexión y permitiendo que pase más luz.
En un panel de 30 cm por 30 cm, las células solares convirtieron el 22% de la luz interior intensa a 1,000 lux en electricidad y el 14% de la luz solar. Durante una prueba estándar acelerada de durabilidad, el dispositivo sin encapsular conservó el 80% de su eficiencia tras 300 horas de exposición continua a la luz.
Los investigadores aseguran que las siguientes etapas incluyen la ampliación de escala de las células y el desarrollo de versiones flexibles para ventanas curvas, cristales de vehículos, techos solares, ropa y mochilas.
Sadie Harley, BSc en Ciencias de la Vida y Ecología
Robert Egan, licenciatura en biología matemática y máster en escritura creativa
Publicación: Siming Huang et al., «Multimodal Strategy for Efficient Semi‐Transparent Perovskite Solar Cells and Modules with Record Indoor Performance», Advanced Energy Materials (2026). DOI: 10.1002/aenm.70883
Frontier Editor
Dan is our resident futurist, covering electric mobility, space exploration, and the smart home. He's interested in atoms just as much as bits. Whether it's a new battery chemistry, a reusable rocket, or a protocol that finally makes IoT devices talk to each other, Dan breaks down the engineering that pushes humanity forward.
vía TechXplore
