Un equipo del Laboratorio Nacional de Los Álamos ha desarrollado un vidrio solar de doble panel que utiliza tecnología fotovoltaica de puntos cuánticos. Los investigadores dicen que el vidrio podría integrarse en los edificios como una ventana semitransparente, o agregarse a los paneles solares existentes para aumentar la eficiencia.

Imagem: Laboratorio Nacional de Los Álamos

Los científicos que trabajan con la tecnología de puntos cuánticos han desarrollado un vidrio solar de dos paneles que, además de ser eficiente, proporciona aislamiento y sombreado. El vidrio incorpora dos capas de puntos cuánticos diferentes, ajustadas para absorber diferentes partes del espectro de luz solar.

Esta técnica, conocida como “división del espectro solar”, permite que los fotones de mayor y menor energía se procesen por separado. El vidrio comprende un panel frontal con una capa de puntos cuánticos dopados de manganeso altamente emisivos depositados sobre él, y un segundo panel de vidrio que comprende una capa de cobre-indio-seleniuro.

La capa frontal absorbe las porciones azul y ultravioleta del espectro solar, dejando que el resto caiga sobre la capa CIS que se encuentra debajo.

El uso de iones de manganeso en la capa frontal también es una innovación clave: estos puntos cuánticos actúan como impurezas altamente emisivas, que emiten luz a longitudes de onda inferiores a la absorción del punto cuántico.

Esta luz “reemitida” es guiada por la reflexión interna total en las células solares incorporadas en el marco de la ventana. Según los investigadores, este truco permite la eliminación casi completa de las pérdidas debido a la autoabsorción.

“Debido al fuerte rendimiento que podemos lograr con materiales procesables en soluciones de bajo costo, estas ventanas de doble panel y concentradores solares ofrecen una nueva forma de reducir el costo de la electricidad solar”, dice el investigador principal Victor Klimov. “El enfoque complementa la tecnología fotovoltaica existente”.

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Lo mismo pero de modo más eficiente podría conseguirse utilizando fibra óptica dopada, y adosando material fotovoltáico sellado en su extremo lumínico. Además se puede realizar con materiales que ya tienen un desarrollo realizado. Las celdas fotovoltaicas solo necesitan estar en contacto con el extremo de la fibra óptica y no con el aire por lo que pueden utilizarse materiales degradables al contacto con el oxígeno o la humedad.

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