Imagínese parado frente a una pared de ventanas, inspeccionando la vista. Escuchas a alguien entrar en la habitación detrás de ti. Tu turno. "Bienvenido, "dices." Aquí está el video que quería mostrarte ". Con solo presionar un botón, la vista se desvanece y las ventanas se transforman en una pantalla de televisión de alta definición.

No, tu amigo no es James Bond, y no eres el próximo Q. Aún así, incluso mientras miras el video, su televisor de ventana está haciendo tanto para ayudar a evitar una catástrofe global como lo hizo cualquier dispositivo de película Bond. Verás, también es un panel solar, cosechando constantemente energía renovable del sol. El problema del cambio climático no es el típico supervillano de una película, pero es un problema más complicado de lo que planteó Goldfinger. Peor, Los esfuerzos de la humanidad para resolverlo con las tecnologías existentes no están funcionando lo suficientemente rápido.

Los héroes que se lanzarán al rescate podrían ser una nueva tecnología llamada semiconductores orgánicos, una nueva forma de fabricar materiales que conduzcan electricidad solo en determinadas condiciones. La mayoría de los semiconductores de la electrónica moderna están hechos de cristalino, elementos formadores de rocas como el silicio. Semiconductores orgánicos, por el contrario, están hechos principalmente de moléculas a base de carbono. Se necesitan menos energía para fabricar que los semiconductores convencionales. Una celda fotovoltaica convencional, por ejemplo, puede llevar años producir tanta energía como se requirió para construirlo; una célula fotovoltaica orgánica tarda solo unos meses.

Sin embargo, Quizás lo más emocionante de los semiconductores orgánicos es que es posible diseñar moléculas que sean flexibles, ligero, coloreado o completamente transparente. En el laboratorio en el que trabajo diseñamos y probamos nuevas moléculas pequeñas que tienen características específicas, propiedades específicas, como convertir un simple panel transparente en una ventana, Pantalla y panel solar.

Captura de energía solar

Hacer un panel solar que también sea una ventana implica un poco de creatividad:tiene que ser algo que absorba la luz, para hacer electricidad, y deja pasar la luz, para que la gente vea el interior y el exterior.

Nuestro material aprovecha el hecho de que una ventana solo necesita transmitir luz visible para los humanos; en mi laboratorio, podemos hacer moléculas que absorben solo luz ultravioleta e infrarroja, longitudes de onda de luz que nuestros ojos no ven. Estas son partes del espectro que realmente no queremos pasar a través de una ventana de todos modos. La luz ultravioleta provoca quemaduras solares. Y la luz infrarroja está caliente:filtrarla puede ahorrar en el uso de energía y los gastos de aire acondicionado. Es cierto que nuestro método no captura absolutamente toda la energía de la luz solar, pero eso está bien. La cantidad de energía solar que llega a la Tierra cada hora es más de lo que usa toda la humanidad en un año.

Dando la vuelta al proceso

Los semiconductores orgánicos también son útiles para hacer monitores y pantallas. Si tú lo piensas, una pantalla es básicamente un panel solar al revés. Genera luz a partir de una corriente eléctrica. Tanto los paneles solares como las pantallas de visualización implican conversiones entre luz y electricidad. Al igual que podemos diseñar semiconductores orgánicos transparentes, podemos diseñar moléculas que emitan colores de luz específicos cuando se aplica una corriente eléctrica.

Junte una molécula que emita rojo, una molécula que emite azul, y una molécula que emite verde, y tienes un diodo emisor de luz orgánico. Esas son la clave de lo que se conoce en el mercado de televisores y monitores como pantallas OLED.

Para hacer una ventana inteligente, necesitaríamos depositar dos capas de semiconductores orgánicos, una capa para generar electricidad a partir de la luz solar y otra para emitir luz, en una bandeja de un material conductor transparente, como óxido de indio y estaño. Estas tecnologías existen, pero aún no están disponibles para la venta.

Poniendo las piezas juntas

La mitad de este dispositivo ya está disponible comercialmente:los OLED de alta resolución y eficiencia energética son un gran éxito en el mercado de televisores domésticos y de oficina.

Empresas que venden paneles solares orgánicos, e incluso ventanas de paneles solares orgánicos, simplemente se están poniendo en marcha. Esfuerzos de investigación en curso, como el mío, tienen como objetivo optimizar las propiedades de estos materiales, aumentando su eficiencia, y haciéndolos más duraderos.

A medida que mejoramos los componentes, También encontraremos formas de integrar células solares de semiconductores orgánicos y pantallas de semiconductores orgánicos. Puede que pasen algunos años todavía, pero ciertamente hay un incentivo para hacerlo, con tantas aplicaciones posibles. Un automóvil eléctrico con ventanas inteligentes podría recolectar suficiente energía solar para conducir el automóvil de 10 a 15 millas por día, suficiente para un viaje típico. Las indicaciones de conducción pueden aparecer en el parabrisas, también. En cualquier lugar donde haya una ventana, ya sea en un rascacielos o en una casa móvil, podría haber una ventana inteligente, ahorrando espacio, ahorrando energía y dejando que los ocupantes se sientan como James Bond.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.