La celda solar utilizada en la ventana eléctrica tiene una vida útil de 30 años.

La energía solar es la forma de energía más barata producida por la humanidad desde la Revolución Industrial. Al usar estos dispositivos en las ventanas, su edificio se convierte en una planta de energía.

Aunque el silicio sigue siendo el rey de la eficiencia de los paneles solares, no es transparente. Para paneles solares amigables con las ventanas, los investigadores han estado explorando materiales orgánicos o basados ​​en carbono. El desafío al que se enfrenta el equipo de Forrest es cómo evitar que los materiales orgánicos de conversión de luz, que son muy eficientes, se degraden rápidamente durante el uso.

Las ventajas y desventajas de estos materiales radican en las moléculas que transportan electrones fotogenerados a los electrodos, los puntos de entrada de los circuitos que utilizan o almacenan energía solar. Estos materiales a menudo se denominan&"receptores que no son de fullereno &"; para distinguirlos de los receptores de fullereno" más robustos pero menos eficientes" hecho de malla de carbono a nanoescala. Las células solares fabricadas con aceptores sin fullereno dopados con azufre pueden alcanzar un 18% de eficiencia equivalente al silicio, pero su vida útil no es larga.

& quot; Los receptores que no son de fullereno tienen una eficiencia muy alta, pero contienen enlaces débiles que se disocian fácilmente bajo fotones de alta energía, especialmente fotones ultravioleta [ultravioleta] que son comunes en la luz solar," Dijo el científico asistente de investigación en ingeniería eléctrica y ciencias de la computación de la Universidad de Michigan, Li Yongxi. Autor del artículo Nature Communications.

Al estudiar la naturaleza degradada de esas células solares desprotegidas, el equipo se dio cuenta de que solo necesitan apoyo en unos pocos lugares. Primero, necesitan bloquear los rayos ultravioleta. Con este fin, agregaron una capa de óxido de zinc, un ingrediente protector solar común, en el lado del vidrio que mira hacia el sol.

La capa de óxido de zinc más delgada cerca del área de absorción de luz ayuda a conducir los electrones generados por el sol al electrodo. Desafortunadamente, también destruyó el frágil absorbente de luz, por lo que el equipo agregó una capa de material a base de carbono llamada IC-SAM como amortiguador.

Además, los electrodos que dibujan agujeros" cargados positivamente" (esencialmente el espacio dejado por los electrones) en el circuito también puede reaccionar con absorbentes de luz. Para proteger ese lado, agregaron otra capa de amortiguación, que es un fullereno con forma de pelota de fútbol.

Luego, el equipo probó sus nuevas defensas bajo luz solar simulada de diferentes intensidades, desde la luz típica de 1 sol hasta 27 soles, y temperaturas de hasta 150 grados Fahrenheit. Al estudiar cómo cae el rendimiento en estas condiciones, el equipo infirió que las células solares aún pueden funcionar con una eficiencia del 80% después de 30 años.

Forrest ve el futuro de estos dispositivos" llegando a una ventana cercana a usted." Su equipo ha aumentado la transparencia del módulo al 40%. Creen que pueden acercarse al 60% de transparencia.

También están trabajando para aumentar la eficiencia del 10% logrado en el módulo translúcido del informe a cerca del 15% que se cree que es posible con alta transparencia. Dado que el material se puede convertir en líquido, se espera que el coste de fabricación sea relativamente bajo.