Viernes, 30 de octubre de 2009

Fibras ópticas envueltas con células solares

Las células sensibilizadas con tinte reciben un doble impulso gracias a los nanocables y la fibra óptica.

Por Katherine Bourzac
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)

Energía solar con fibra: Una fibra óptica (a la izquierda) está cubierta con nanocables de óxido de zinc cubiertos con tinte (primer plano a la derecha.) Ambas imágenes fueron captadas utilizando un microscopio de electrones. Fuente: Angewandte Chemie

Las células solares sensibilizadas con tinte son flexibles y baratas de producir, aunque tienden a ser ineficientes a la hora de convertir la luz en electricidad. Una forma de aumentar el rendimiento de cualquier célula solar es mediante el incremento del área de superficie disponible ante la luz. Por ese motivo, un grupo de investigadores en Georgia Tech ha construido células solares sensibilizadas al tinte con un área de superficie mucho más efectiva, y para conseguirlo han envuelto fibras ópticas con este tipo de células. Estas células solares de fibra son seis veces más eficientes que las células solares de óxido de zinc con la misma área de superficie, y si se logran construir utilizando fibras de polímero de bajo coste, su precio no debería ser significativamente más elevado.

La ventaja de un sistema de células solares de fibra óptica sobre uno plano es que la luz rebota alrededor del interior de la fibra óptica al tiempo que viaja a través de su longitud, lo que proporciona más oportunidades para interactuar con la célula solar en su superficie interna y producir más corriente. “En cuestión de espacio, el área total de la célula es mayor, y un incremento en la superficie se traduce en mejoras dentro de la cosecha de luz y más energía,” afirma Max Shtein, profesor asistente de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Michigan, que no estuvo involucrado en la investigación.

Las células solares de fibra óptica también se podrían usar de formas que en la actualidad no son posibles. Zhong Lin Wang, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en Georgia Tech, afirma que las células solares de fibra ocupan menos área en los tejados que las células planas puesto que las largas longitudes de las fibras se podrían anidar en las paredes de la casa del mismo modo que ocurre con los cables eléctricos.

Las células solares sensibilizadas con tinte utilizan moléculas de tinte para absorber la luz y generar electrones. En primer lugar, el grupo de Georgia Tech elimina recubrimiento de las fibras ópticas y después cultiva nanocables de óxido de zinc a lo largo de su superficie, como las cerdas de una escobilla limpiadora. Después, las fibras son tratadas con moléculas de tinte, que las estructuras de óxido de zinc se encargan de absorber. La ventaja de colocar una capa de nanocables con tinte, en vez de una superficie lisa, es que los cables de forma colectiva tienen un área de superficie muy grande. Cuantas más moléculas de tinte haya sobre un área determinada en la célula, más luz podrá absorber, afirma Wang. Las fibras con capas de tinte son después rodeadas con una electrolito y una película de metal que saca los electrones del dispositivo. El estudio está descrito en la revista Angewandte Chemie International Edition.