Mientras que los tejados urbanos cuentan con un espacio sumamente limitado para la instalación de sistemas fotovoltaicos, los grandes rascacielos de las metrópolis concentran cientos de metros cuadrados de fachadas vidriadas que hasta ahora no se habían aprovechado con fines energéticos. Para dar solución a esta ineficiencia estructural, un equipo internacional de científicos ha ideado un novedoso sistema de captación.
Cristales generadores de electricidad sin sacrificar la iluminación interior
Los investigadores han diseñado un prototipo compuesto por celdas solares semitransparentes de gran delgadez que pueden adherirse directamente sobre los cristales convencionales. Lo verdaderamente innovador de esta tecnología radica en su capacidad para recolectar energía eléctrica no solo a partir de la radiación solar directa, sino también mediante la luz artificial presente en los espacios interiores.
De acuerdo con la información difundida por el University College London, las nuevas celdas permiten el ingreso del 30% de luz solar, contrastando con el 80% o 90% que comnmente dejan pasar los cristales tradicionales. Paralelamente, aprovechan la iluminación artificial interior para registrar cifras destacadas de generación eléctrica. Asimismo, el diseño contribuye a limitar la entrada de calor hacia el interior de las edificaciones, lo que repercute directamente en una disminución del uso de sistemas de aire acondicionado.
Mojtaba Abdi-Jalebi, autor principal de la investigación, señaló al respecto: «Los techos suelen equiparse con paneles solares, pero las enormes superficies vidriadas de muchos edificios modernos permanecen en gran medida sin aprovechar como recurso energético«. El avance demuestra que es posible mantener una adecuada iluminación natural sin sacrificar el rendimiento de los componentes fotovoltaicos.
La perovskita como elemento fundamental de la innovación
El pilar tecnológico detrás de este desarrollo es la perovskita, un mineral que gana protagonismo en la industria de la energía solar exterior. A diferencia de las placas tradicionales basadas en silicio, los compuestos de perovskita logran captar energía a partir de la luz artificial gracias a que su estructura molecular se adapta eficazmente a las distintas longitudes de onda.
Mediante simulaciones por computadora, el grupo de trabajo definió el grosor y la distribución óptima, logrando una capa de perovskita de 185 nanómetros, lo que equivale a ser hasta cuatro veces más delgada que los elementos convencionales. Para corregir problemas de pérdida de electrones, los expertos incorporaron una molécula estabilizadora. Adicionalmente, estructuraron un electrodo transparente con capas de oro y óxido de molibdeno que facilita la transmisión lumínica.
Como resultado, se construyó un panel experimental de 30×30 centímetros capaz de convertir el 22% de la luz interior en electricidad. Tras someterse a 300 horas de pruebas de exposición continua, el dispositivo conservó el 80% de su eficiencia operativa inicial.
Nuevas aplicaciones para la arquitectura y la vida cotidiana
El estudio completo fue dado a conocer en la revista científica Advanced Energy Materials. Según Siming Huang, coautor del proyecto, el efecto de filtrado y oscurecimiento moderado del cristal resulta de gran utilidad en regiones cálidas, donde la climatización demanda un gasto masivo de energía eléctrica.
Por su parte, Abdi-Jalebi indicó que el próximo paso es desarrollar celdas solares flexibles que puedan instalarse en estructuras con geometrías curvas, tales como las fachadas cilíndricas de algunos rascacielos o los propios parabrisas de los automóviles, abriendo la puerta a su integración en textiles y accesorios portátiles.
