Brian O’Regan y Michael Grätzel desarrollaron hace 32 años las células solares mesoscópicas sensibilizadas por colorante (DSC), a menudo conocidas como las famosas células Grätzel. Las DSC utilizan fotosensibilizadores para transformar la luz en electricidad.
«Nuestros hallazgos allanan el camino para un acceso sencillo a los DSC de alto rendimiento y ofrecen perspectivas prometedoras para aplicaciones de suministro de energía y sustitución de baterías para dispositivos electrónicos de baja potencia que utilizan la luz ambiental como fuente de energía», explican los científicos en el comunicado de prensa.
¿Dónde se usan las células solares transparentes?
Las células solares transparentes se pueden hacer translúcidos, plegables y de varios colores por un precio razonable. Tragaluces, invernaderos y fachadas acristaladas ya emplean estos paneles solares transparentes. El Centro de Convenciones SwissTech fue la primera instalación pública en utilizar la tecnología de DSC en 2012.
Además, los aparatos electrónicos portátiles, como auriculares y lectores electrónicos, así como el «Internet de las cosas», ya pueden utilizar la luz del entorno para crear electricidad gracias a la venta comercial de versiones ligeras y flexibles de los DSC.
Rendimiento mejorado
Según los investigadores de los grupos de Grätzel y Anders Hagfeldt de la EPFL, ahora se puede mejorar el empaquetamiento de dos moléculas de colorante fotosensibilizador recientemente creadas para mejorar el rendimiento fotovoltaico del DSC.
Los nuevos fotosensibilizadores pueden recoger luz cuantitativamente en todo el espectro visible cuando se utilizan juntos. El novedoso método consiste en adsorber previamente una monocapa de un derivado del ácido hidroxámico en la superficie mesoporosa nanocristalina del dióxido de titanio. Esto ralentiza la adsorción de los dos sensibilizadores, lo que permite que crezca una capa de sensibilizador en la superficie de dióxido de titanio que está bien ordenada y densamente empaquetada.
Récord de eficiencia de conversión de energía
El método produce DSC con dos o más colorantes distintos que presentan una absorción óptica complementaria. Se trata de un proceso de fabricación química. La cosensibilización puede utilizarse para combinar tintes capaces de absorber la luz de todo el espectro luminoso, por lo que ha impulsado las eficiencias de conversión de potencia de los DSC hasta niveles sin precedentes. Sin embargo, la cosensibilización también ha demostrado en ocasiones ser ineficiente debido al laborioso diseño molecular, la síntesis y el cribado necesarios para identificar el colorante ideal.
Con este método, el equipo consiguió crear por primera vez DSC con una eficiencia de conversión de energía del 15,2% bajo la luz solar simulada típica de todo el mundo, tras probar su estabilidad operativa a largo plazo durante 500 horas. La eficiencia de conversión de energía se situó entre el 28,4 y el 30,2% en una amplia gama de intensidades de luz ambiental, con una estabilidad excepcional al ampliar la superficie activa a 2,8 cm2.
Los resultados se publicaron en Nature el 26 de octubre.
