Los paneles solares de silicio cristalino podrían ser tan efectivos cuando se incorporan en dispositivos electrónicos portátiles elásticos o en una piel de robot flexible como cuando se usan como paneles rígidos en la azotea. Los investigadores de KAUST han ideado una forma de convertir el silicio rígido en células solares que se pueden estirar en un 95 por ciento, un récord. manteniendo una alta eficiencia de captura de energía solar del 19 por ciento.

Aunque se están investigando muchos materiales solares nuevos, El silicio sigue siendo, con mucho, el favorito de la industria fotovoltaica. "El silicio monocristalino sigue siendo el material de elección en la industria fotovoltaica debido a su bajo costo, no toxicidad, excelente confiabilidad, buena eficiencia y madurez del proceso de fabricación, "dice Nazek El-Atab, investigador postdoctoral en los laboratorios de Muhammad Mustafa Hussain.

Un inconveniente del silicio, para determinadas aplicaciones, es su rigidez, a diferencia de algunas células solares de película fina. Sin embargo, estas celdas flexibles consisten en de bajo costo, materiales orgánicos de baja eficiencia o materiales inorgánicos más eficientes pero muy costosos. Hussain y su equipo han dado ahora un paso significativo hacia la superación de esta limitación mediante el desarrollo de alta eficiencia, células solares elásticas a base de silicio.

El paso clave fue tomar un panel de silicio rígido disponible comercialmente y recubrir la parte posterior del panel con un barato, elastómero biocompatible denominado ecoflex. Luego, el equipo usó un láser para cortar la celda rígida en múltiples islas de silicio, que se mantuvieron unidos por el respaldo de elastómero. Cada isla de silicio permaneció conectada eléctricamente a sus vecinas a través de contactos traseros interdigitados que recorrían la longitud de la celda solar flexible.

El equipo inicialmente hizo islas de silicio en forma de rectángulo, que podría extenderse a alrededor del 54 por ciento, Dice Hussain. "Más allá de este valor, la tensión del estiramiento condujo a grietas diagonales dentro de las frágiles islas de silicio, ", dice. El equipo probó diferentes diseños para impulsar aún más la capacidad de estiramiento, conscientes de que cada rebanada de silicio que eliminaron redujo el área disponible para la captura de luz. El equipo probó un patrón de diamante antes de decidirse por triángulos. "Usando el patrón triangular, Logramos un récord mundial de elasticidad y eficiencia. "Dice Hussain.

El equipo planea incorporar el material solar de silicio elástico para alimentar una piel artificial multisensorial desarrollada por el laboratorio de Hussain. También es un objetivo fabricar paneles solares que se estiren con una flexibilidad aún mayor. "Las células solares demostradas se pueden estirar principalmente en una dirección:paralela a la rejilla de contactos traseros interdigitados, ", Dice Hussain." Estamos trabajando para mejorar la capacidad de estiramiento multidireccional ".