España cuenta con las condiciones climáticas y geográficas ideales para sacar el máximo partido a la energía solar. Prueba de ello son los techos llenos de paneles solares que se pueden ver en multitud de localidades. Es una forma de rebajar la factura de la luz a largo plazo, aunque esta imagen puede acabar siendo parte del pasado con las últimas innovaciones que convierten las ventanas de edificios y coches en celdas fotovoltaicas transparentes.

Una vez extendida su popularidad, la energía solar no solo persigue actualmente mejorar en eficiencia, sino también llegar a donde aún no ha podido con técnicas de camuflaje. Empresas y diversos proyectos de investigación de todo el mundo persiguen nuevas formas con las que integrar la células fotovoltaicas en toda clase de estructuras y objetos. De camuflarse en los tejados de edificios antiguos, hasta mimetizarse con la ropa o en las cortinas de las casas. 

La mejor forma de integrarse en cualquier objeto o construcción es ser transparente. Esto es lo que han conseguido el profesor Kwanyong Seo y su equipo de investigación en la Escuela de Energía e Ingeniería Química del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) de Corea del Sur. Este proyecto de investigación ha desarrollado un panel solar transparente con el que han podido cargar la batería de un teléfono móvil y que se puede colocar sobre la pantalla del smartphone.

A diferencia de investigaciones posteriores como la solución de la Universidad de Michigan cuyo invento simula un plástico que puede colocarse en cualquier ventana, este estudio ha creado el vidrio transparente y fotovoltaico desde cero. Asegura que su tecnología puede usarse tanto para ventanas, como para cualquier dispositivo con pantalla. 

Ventanas fotovoltaicas

"Hemos abierto un nuevo camino para la investigación sobre modularización, que es esencial para la comercialización de células solares de silicio transparente", asegura Kwanyong Seo. El objetivo es poder aportar electricidad con las ventanas de los edificios, de los automóviles o con las pantallas de móviles y relojes inteligentes.

La célula solar transparente mantiene las propiedades incoloras y transparentes similares al vidrio. Esto se consigue colocando todos los componentes de la célula solar en la parte posterior, o lo que se conoce como configuración de contacto trasero (ABC). Así se crea una celda de silicio cristalino (c-Si) transparente similar al vidrio.

Otro de los avances de este proyecto está en lo que han denominado como tecnología Seamless Modularization con la que han eliminado los espacios entre los dispositivos sin necesidad de usar cables metálicos. Esto ha dado como resultado la fabricación de un módulo solar sin cables.

En paralelo, la empresa japonesa, inQs, ha presentado este año un nuevo vidrio solar de cuarzo de silicio transparente que puede convertir la luz en electricidad mediante la superposición de nanomateriales entre dos láminas de vidrio conductor y que consigue, una tasa de transmisión de luz visible que alcanza el 75%, la mayor del mercado.

Tal y como explican los investigadores coreanos, la diferencia con otros proyectos es "Este estudio ha resuelto fundamentalmente el problema estético del método de modularización de células solares existente mediante el diseño de la nueva estructura del dispositivo", afirmaron el investigador Jeonghwan Park y el profesor asistente de investigación Kangmin Lee.

Los resultados

El prototipo creado por el equipo de investigadores de 16 centímetros cúbicos de tamaño presenta una eficiencia que va del 20% al 14,7% en transmitancia. Según los datos publicados, estas células solares transparentes han logrado un PCE (eficiencia de conversión de energía) pico del 15,8% mientras mantenían una transmitancia promedio del 20%. 

"Mediante la interconexión perfecta de las celdas unitarias, la tensión y la potencia de salida se ajustaron sistemáticamente de 0,64 V y 15,8mW (para una celda unitaria de 1 cm2) a 10,0 V y 235 mW (para un módulo de 16cm2)", explican los investigadores en el artículo publicado en la revista PNAS.

Muestra de ello es este experimento realizado con un teléfono móvil. Sobre la pantalla del smartphone, los investigadores colocaron un pequeño panel solar transparente unido al sistema de generación de energía para cargar el teléfono. El siguiente vídeo muestra como la carga se detiene al desconectar una de las tomas.

También se aprecia que la transparencia del vidrio no es completa, el panel deja ver la pantalla, aunque afecta en cierta manera a la calidad de la imagen. No obstante, sus actuales cualidades bien podrían servir para otros objetos como las ventanas tintadas de un coche, permitiendo ver el exterior sin que la luz moleste a los pasajeros y ayudando a cargar la batería del vehículo y los dispositivos que hay conectados a este. 

Se trata de un proyecto aún en desarrollo, lo que no descarta que a largo plazo sea posible ver esta tecnología integrada en los teléfonos sin que el usuario note la diferencia en la calidad de la imagen que ofrecen actualmente los terminales. Cuando esto ocurra, aquellos que pasen mucho tiempo en la calle podrán olvidarse de power banks o buscar desesperadamente un cargador, teniendo la batería siempre cargada. Una solución más elegante que los sombreros con placas solares para ir de acampada.