La Tierra recibe cada hora del Sol una cantidad de energía comparable al consumo energético mundial de todo un año. El avance en el desarrollo de materiales bidimensionales promete transformar cualquier superficie en un potencial receptor de esta energía. Desde hace algunos años, se han investigado materiales mucho más finos y ligeros que tienen la capacidad de absorber energía solar, conocidos como materiales fotovoltaicos bidimensionales. Estos materiales son tan delgados que no se consideran tridimensionales, pero aún así logran captar una notable cantidad de luz.
Un equipo del grupo de investigación Silicio y Nuevos Conceptos para Células Solares (SyNC) del Instituto de Energía Solar (IES) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha realizado investigaciones para combinar estos materiales bidimensionales con el objetivo de crear células solares altamente eficientes. Para ello, han utilizado una técnica innovadora conocida como hot-pick-up, que permite seleccionar, recoger y depositar fragmentos de los materiales mediante una burbuja transparente, formando apilamientos adaptados a las necesidades específicas del estudio. Esta versatilidad ha permitido experimentar con diferentes combinaciones que optimizan la absorción de energía solar.
Nuevas soluciones para el crecimiento urbano
A medida que crece el consumo energético en nuestras sociedades y las ciudades se vuelven más densas, la tecnología fotovoltaica actual enfrenta desafíos significativos debido a su peso, tamaño y rigidez. Estas características dificultan su integración en entornos urbanos. En respuesta a este reto, los investigadores del IES-UPM están explorando nuevas técnicas para escalar la fabricación de células solares utilizando materiales bidimensionales desde disoluciones sobre grandes superficies. “Mediante técnicas de pulverización y deposición, podemos escalar los procesos de fabricación, lo que reduciría costes y facilitaría la industrialización de esta innovadora tecnología fotovoltaica”, afirman los expertos.
Asimismo, han evaluado el impacto real que podría tener la integración de estas tecnologías en las ciudades. A través de simulaciones sobre un rascacielos en Madrid recubierto con estos materiales semitransparentes, se estima que podría generarse hasta un 30% del consumo energético del edificio sin comprometer la iluminación interior en sus oficinas. La ligereza, flexibilidad y bajo coste de producción hacen que estas células solares se perfilen como una opción prometedora para construir ciudades sostenibles basadas en energías limpias.
Agradecimientos y apoyos financieros
Los autores del estudio expresan su agradecimiento por el apoyo financiero recibido a través del proyecto MAD2DCM-UPM, respaldado por la Comunidad de Madrid y la Unión Europea; así como por las subvenciones COMIC y PVBooster otorgadas por el Ministerio de Ciencia e Innovación. También destacan el apoyo premiado APE2SOL proporcionado por la Fundación Naturgy.
En conclusión, la investigación sobre estos nuevos materiales no solo abre puertas a tecnologías más eficientes en energía solar sino que también contribuye a la creación de entornos urbanos más sostenibles donde cada superficie pueda convertirse en una fuente energética.
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