Los paneles solares tienen un enorme potencial para proporcionar energía renovable asequible, pero mucha gente ve los paneles negros y azules tradicionales como una monstruosidad. Arquitectos Los propietarios de viviendas y los urbanistas podrían estar más abiertos a la tecnología si pudieran instalar paneles verdes que se funden en el paisaje. paneles rojos en los tejados y blancos camuflados como paredes.

Un nuevo estudio publicado esta semana en Letras de física aplicada nos acerca un paso más a un futuro colorido, Paneles solares eficientes. Los investigadores han desarrollado un método para imprimir paneles solares existentes con nanopatrones de silicio que dispersan la luz verde hacia un observador. Los paneles tienen una apariencia verde desde la mayoría de los ángulos, pero solo muestran una reducción de potencia del 10 por ciento debido a la pérdida de luz verde absorbida.

“Algunas personas dicen '¿por qué haría que las células solares fueran menos eficientes?' Pero podemos hacer que las células solares sean hermosas sin perder demasiada eficiencia, "dijo Verena Neder, investigador de AMOLF y autor principal del artículo. "El nuevo método para cambiar el color de los paneles no solo es fácil de aplicar, sino que también es atractivo como elemento de diseño arquitectónico y tiene el potencial de ampliar su uso".

La mayor parte de la investigación sobre células solares se ha centrado en aumentar la eficiencia y reducir los costes. En la actualidad, Los paneles solares vendidos a los consumidores idealmente pueden convertir hasta el 22 por ciento de la luz del sol en energía utilizable. Los paneles solares de colores ya están en el mercado, pero los tintes y los revestimientos reflectantes que les dan su color reducen enormemente la eficacia.

Neder y sus colegas crearon su eficiente Paneles solares verdes a través de litografía de impresión suave, que funciona como un sello de goma óptico para imprimir una densa matriz de nanocilindros de silicio en las superficies de las células. Cada nanocilindro tiene aproximadamente 100 nanómetros de ancho y exhibe una resonancia electromagnética que dispersa una longitud de onda de luz particular. La geometría del nanocilindro determina qué longitud de onda se dispersa y se puede ajustar para cambiar el color de la célula solar. La impresión reduce la eficiencia del panel solar en aproximadamente un 2 por ciento.

"En principio, esta técnica es fácilmente escalable para la tecnología de fabricación, "dijo Albert Polman, líder del grupo científico de AMOLF y autor principal del artículo. "Puede utilizar un sello de goma del tamaño de un panel solar que, en un solo paso, puede imprimir todo el panel lleno de estos pequeños, nanopartículas exactamente definidas ".

A diferencia de los paneles solares de colores existentes, los nanopatrones dan una apariencia consistente desde diferentes ángulos. "La estructura que hicimos no es muy sensible al ángulo de observación, así que incluso si lo miras desde un ángulo amplio, todavía parece verde, "Dijo Neder.

Los nanopatrones también podrían ser útiles para fabricar células solares en tándem, que apilan varias capas, cada uno diseñado para absorber ciertas partes del espectro, para lograr eficiencias superiores al 30 por ciento.

Próximo, los investigadores están diseñando huellas para crear células solares rojas y azules. Una vez que dominen estos tres colores, los colores primarios de la luz, pueden crear cualquier color, potencialmente incluso blanco. "Tienes que combinar diferentes nanopartículas, y si se acercan mucho pueden interactuar y eso afectará el color, "Pasar a las blancas es un gran paso", dijo Polman.