En los laboratorios del MIT, los científicos están elaborando una tecnología que permitirá aprovechar toda la superficie de una ventana convencional como un gran panel generador de energía. Si pudiéramos sumar toda la superficie cubierta de vidrio que hoy posee cualquier edificio moderno, comprenderíamos que este avance puede proporcionar energía para las luces junto a otros dispositivos, y reduciría los costes de instalación mediante el aprovechamiento de las estructuras de ventanales existentes. Este desarrollo de los laboratorios del MIT permitiría utilizar los cristales sin interferir con la posibilidad de ver a través de ellos. La clave de la tecnología está centrada una célula fotovoltaica basada en moléculas orgánicas, que aprovecha la energía de la luz infrarroja, mientras que la luz visible puede pasar sin impedimento alguno.
En la actualidad se considera que el costo de instalación de un sistema tradicional de energía solar, basado en los clásicos paneles de silicio de película delgada (thin film), se lleva consigo entre la mitad y las dos terceras partes de los gastos de la instalación. Esto es contabilizando el gasto en los paneles y los componentes estructurales de las unidades exteriores, sin enumerar los sistemas internos de almacenamiento, puesta en forma y distribución de la energía, afirmó Vladimir Bulovic, profesor en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT. Sin embargo, el sistema fotovoltaico transparente que acaba de desarrollar junto a Richard Lunt, un investigador postdoctoral en el Laboratorio de Investigación de Electrónica, podría disminuir en gran medida los costos en materiales estructurales.
Todos los intentos conocidos de crear celdas solares transparentes tienen, o tenían, muy baja eficiencia (menos del 1% de la radiación solar se convierte en electricidad), o utilizan elementos que bloquean demasiado el paso de la luz y le impiden alcanzar un desempeño práctico para el uso en las ventanas. En forma reciente, los investigadores del MIT fueron capaces de encontrar una formulación química específica para sus células que, cuando se combina con revestimientos de reflexión “parcialmente infrarrojos”, brinda a ambos una gran transparencia a luz visible y una eficiencia considerablemente mayor, comparándolos con las versiones anteriores. En un edificio nuevo o en uno existente, donde las ventanas están siendo reemplazadas, la adición del material transparente de celdas solares para el cristal sería un costo adicional relativamente pequeño, ya que el costo del cristal, los marcos y la instalación sería la misma con o sin el componente solar, aunque es demasiado temprano en el proceso para poder estimar los costes reales.
Con las ventanas modernas de doble panel, el material fotovoltaico puede estar cubierto quedando en la parte interior, donde estaría completamente protegido de la intemperie. Sólo las conexiones de cableado a las ventanas y un regulador de voltaje serían necesarios para completar el sistema en una casa. Esta no será la solución definitiva a todas las necesidades energéticas, afirmó Bulovic, sino que es parte de “una familia de soluciones” para producir energía sin emisiones de gases de efecto invernadero. Además, es atractivo, porque puede ser añadido a las casas que se están construyendo en este momento, en lugar de necesitar del gran espacio e infraestructura que un sistema tradicional de paneles fotovoltaicos requiere.
Bulovic asegura que el trabajo se encuentra todavía en una fase muy temprana y hasta ahora han logrado una eficiencia del 1,7% en el prototipo de celdas solares, pero esperan que con un mayor desarrollo puedan ser capaces de llegar a un 12%, lo que sería comparable a los actuales paneles solares comerciales. “Será todo un desafío llegar allí“, afirma Lunt, “pero es una cuestión que requiere la optimización de la composición y configuración de los materiales fotovoltaicos”. Los investigadores esperan que, después de un mayor desarrollo en el laboratorio, seguido por el trabajo de fabricación, la tecnología pueda convertirse en un producto comercial práctico dentro de una década.
El uso de las grandes superficies vidriadas de los edificios existentes podría ofrecer un área de superficie mucho más amplia respecto a la que pueden disponer los paneles solares tradicionales. En las mañanas y los atardeceres, con el sol bajo en el cielo, los lados de los edificios de las grandes ciudades son iluminados en plenitud y esto permitirá que se pueda alcanzar, en esos momentos, una cantidad significativa de energía generada. Max Shtein, profesor de Ciencias de los Materiales en la Universidad de Michigan, afirma que este trabajo demuestra uno de los aspectos fundamentales de la utilidad de la ingeniería de investigación y añade que este es uno de los tantos métodos que se están experimentando en la actualidad poniendo énfasis en que la mayor incertidumbre de esta investigación está puesta en la vida útil que puedan tener estas células fotovoltaicas orgánicas. Como beneficio adicional, el proceso de fabricación de las células propuestas por los investigadores del MIT podrá ser más respetuoso del medio ambiente, ya que no requiere los procesos de uso intensivo de energía que se utilizan para fabricar las tradicionales celdas solares de silicio.
La mayor incertidumbre de esta investigación está puesta en la vida útil que puedan tener estas nuevas células fotovoltaicas orgánicas.
