Los ingenieros del MIT han desarrollado celdas solares de tela ultraligeras que pueden convertir r\u00e1pida y f\u00e1cilmente cualquier superficie en una fuente de energ\u00eda. Estas c\u00e9lulas solares duraderas y flexibles, que son mucho m\u00e1s delgadas que un cabello humano, est\u00e1n pegadas a una tela fuerte y liviana, lo que las hace f\u00e1ciles de instalar en una superficie fija. Pueden proporcionar energ\u00eda sobre la marcha como un tejido de energ\u00eda port\u00e1til o transportarse y desplegarse r\u00e1pidamente en ubicaciones remotas para asistencia en emergencias. Tienen una cent\u00e9sima parte del peso de los paneles solares convencionales, generan 18 veces m\u00e1s energ\u00eda por kilogramo y est\u00e1n hechos de tintas semiconductoras utilizando procesos de impresi\u00f3n que pueden escalarse en el futuro a la fabricaci\u00f3n en grandes \u00e1reas.<\/p>\n\n\n\n
Debido a que son tan delgadas y livianas, estas c\u00e9lulas solares se pueden laminar en muchas superficies diferentes. Por ejemplo, podr\u00edan integrarse en las velas de un barco para proporcionar energ\u00eda en el mar, adherirse a tiendas de campa\u00f1a y lonas que se despliegan en operaciones de recuperaci\u00f3n de desastres o aplicarse a las alas de drones para ampliar su alcance de vuelo. Esta tecnolog\u00eda solar liviana se puede integrar f\u00e1cilmente en entornos construidos con necesidades m\u00ednimas de instalaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
“Las m\u00e9tricas utilizadas para evaluar una nueva tecnolog\u00eda de celdas solares generalmente se limitan a su eficiencia de conversi\u00f3n de energ\u00eda y su costo en d\u00f3lares por vatio. Igual de importante es la integrabilidad: la facilidad con la que se puede adaptar la nueva tecnolog\u00eda. Las telas solares livianas permiten la integrabilidad, proporcionando impulso para el trabajo actual. Nos esforzamos por acelerar la adopci\u00f3n solar, dada la urgente necesidad actual de implementar nuevas fuentes de energ\u00eda libres de carbono “, dice Vladimir Bulovi\u0107, Presidente de Fariborz Maseeh en Tecnolog\u00eda Emergente, l\u00edder del Laboratorio de Electr\u00f3nica Org\u00e1nica y Nanoestructurada (ONE Lab), director de MIT.nano y autor principal de un nuevo art\u00edculo que describe el trabajo.<\/p>\n\n\n\n
Junto a Bulovi\u0107 en el art\u00edculo est\u00e1n los coautores principales Mayuran Saravanapavanantham, estudiante de posgrado en ingenier\u00eda el\u00e9ctrica y ciencias de la computaci\u00f3n en el MIT y Jeremiah Mwaura, cient\u00edfico investigador del Laboratorio de Investigaci\u00f3n de Electr\u00f3nica del MIT. La investigaci\u00f3n se publica hoy en Small Methods.<\/p>\n\n\n\n
Celda solar adelgazada<\/strong><\/p>\n\n\n\n Las c\u00e9lulas solares de silicio tradicionales son fr\u00e1giles, por lo que deben revestirse de vidrio y empaquetarse en un marco de aluminio pesado y grueso, lo que limita d\u00f3nde y c\u00f3mo se pueden implementar. Hace seis a\u00f1os, el equipo de ONE Lab produjo c\u00e9lulas solares utilizando una clase emergente de materiales de pel\u00edcula delgada que eran tan livianos que pod\u00edan colocarse encima de una pompa de jab\u00f3n. Pero estas c\u00e9lulas solares ultrafinas se fabricaron mediante procesos complejos basados en el vac\u00edo, que pueden ser costosos y dif\u00edciles de ampliar.<\/p>\n\n\n\n En este trabajo, se propusieron desarrollar c\u00e9lulas solares de pel\u00edcula delgada que fueran completamente imprimibles, utilizando materiales basados en tinta y t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n escalables. Para producir las c\u00e9lulas solares, utilizan nanomateriales que se encuentran en forma de tintas electr\u00f3nicas imprimibles. Trabajando en la sala limpia de MIT.nano, recubren la estructura de la celda solar utilizando un recubridor de matriz ranurada, que deposita capas de los materiales electr\u00f3nicos en un sustrato liberado preparado que tiene solo 3 micrones de espesor. Mediante serigraf\u00eda (una t\u00e9cnica similar a c\u00f3mo se a\u00f1aden dise\u00f1os a las camisetas serigrafiadas), se deposita un electrodo sobre la estructura para completar el m\u00f3dulo solar. Luego, los investigadores pueden despegar el m\u00f3dulo impreso, que tiene un grosor de aproximadamente 15 micrones, del sustrato de pl\u00e1stico, formando un dispositivo solar ultraligero.<\/p>\n\n\n\n Pero estos m\u00f3dulos solares delgados e independientes son dif\u00edciles de manejar y pueden romperse f\u00e1cilmente, lo que dificultar\u00eda su implementaci\u00f3n. Para resolver este desaf\u00edo, el equipo del MIT busc\u00f3 un sustrato liviano, flexible y de alta resistencia al que pudieran adherirse las c\u00e9lulas solares. Identificaron los tejidos como la soluci\u00f3n \u00f3ptima, ya que proporcionan resistencia mec\u00e1nica y flexibilidad con poco peso a\u00f1adido.<\/p>\n\n\n\n Encontraron un material ideal: un tejido compuesto que pesa solo 13 gramos por metro cuadrado, conocido comercialmente como Dyneema. Este tejido est\u00e1 hecho de fibras que son tan fuertes que se usaron como cuerdas para levantar el crucero hundido Costa Concordia desde el fondo del mar Mediterr\u00e1neo. A\u00f1adiendo una capa de cola curable por UV, de tan solo unas micras de espesor, adhieren los m\u00f3dulos solares a las l\u00e1minas de este tejido. Esto forma una estructura solar ultraligera y mec\u00e1nicamente robusta.<\/p>\n\n\n\n “Si bien puede parecer m\u00e1s simple imprimir las c\u00e9lulas solares directamente sobre la tela, esto limitar\u00eda la selecci\u00f3n de posibles telas u otras superficies receptoras a las que son qu\u00edmica y t\u00e9rmicamente compatibles con todos los pasos de procesamiento necesarios para fabricar los dispositivos. Nuesto enfoque desvincula la fabricaci\u00f3n de c\u00e9lulas solares de su integraci\u00f3n final”, explica Saravanapavanantham.<\/p>\n\n\n\n