Cómo las células solares sensibilizadas por colorante podrían revolucionar la energía solar
Las células solares semitransparentes ofrecen la posibilidad de integrar la captación de energía en las superficies de edificios y vehículos. Varias tecnologías nuevas han surgido en los últimos años, aunque la mayoría tienen niveles fijos de transparencia y no pueden adaptarse a las condiciones meteorológicas variables y a la luz solar. Las células solares sensibilizadas por colorante (DSSC, por sus siglas en inglés) son una solución prometedora, rentable y autoajustable que podría ampliar aún más la huella de la energía solar en Europa. «Las células solares sensibilizadas por colorante pueden ser semitransparentes y fabricarse en una amplia gama de colores, lo que les confiere versatilidad estética y las hace especialmente atractivas para la fotovoltaica integrada en edificios, como ventanas y fachadas», explica Renaud Demadrille(se abrirá en una nueva ventana), director de investigación y jefe de equipo de la Comisión de Energías Atómicas y Alternativas(se abrirá en una nueva ventana) (CEA) en Francia. En el proyecto PISCO, financiado por el Consejo Europeo de Investigación(se abrirá en una nueva ventana), Demadrille y su equipo se basaron en una novedosa propuesta anterior para combinar los conceptos de fotocromismo y fotovoltaico, creando la primera célula solar semitransparente eficiente capaz de sintonizarse ópticamente con luz y condiciones meteorológicas variables. En PISCO, el equipo siguió desarrollando este concepto, creando una nueva clase de células solares que incorporan estas propiedades gemelas. «Nuestro trabajo ha demostrado que los dos fenómenos aparentemente incompatibles, el fotocromismo y la fotovoltaica, pueden combinarse en un único dispositivo utilizando un solo tipo de molécula», afirma Demadrille.
Células solares sensibilizadas por colorante autoajustables
Las DSSC son dispositivos relativamente sencillos que constan de un semiconductor en capas capaz de adsorber el colorante y conducir los electrones generados por la energía solar a un electrodo. El colorante aumenta la sensibilidad a la luz solar y transfiere electrones al semiconductor. El tercer componente, un electrolito, regenera el colorante y completa el circuito. Todo el sistema está encerrado entre dos electrodos conductores transparentes. Gracias a PISCO, el equipo ha desarrollado esta tecnología con el objetivo de integrarla a gran escala en edificios, transporte y agrivoltaica en el futuro, aprovechando su transparencia variable y autoadaptativa. «Se ha demostrado que estas células tienen la capacidad de modular su absorción de luz y oscurecerse en respuesta a intensidades lumínicas más altas, lo cual aumenta la generación de electricidad sin necesidad de manipulación externa», explica Demadrille.
Una nueva clase de energía fotovoltaica
Uno de los resultados más significativos del proyecto es el desarrollo de una nueva clase de dispositivos fotovoltaicos autoajustables. «Mediante el diseño de los nuevos tintes fotocromáticos a nivel molecular, hemos creado células solares transparentes con procesos rápidos de coloración y decoloración, así como un alto índice de reproducción cromática», añade Demadrille. «Ello ofrece una gran comodidad visual a los usuarios y, al mismo tiempo, permite la producción de electricidad». El trabajo también supuso un avance en el campo más amplio de las DSSC, incluido el uso de técnicas de aprendizaje automático para acelerar el desarrollo de nuevos electrolitos para las células. «Este método puede aplicarse a otros ámbitos, como los electrolitos de las baterías», señala Demadrille.
Reciclaje para ampliar la integración de las DSSC
Las DSSC ya han tenido una aceptación limitada en el mundo real, por ejemplo en el SwissTech Conference Center(se abrirá en una nueva ventana) de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), aunque su eficiencia y estabilidad limitan su adopción. Los costes de fabricación también siguen siendo elevados, pero el reciclaje podría ayudar a reducirlos. «En PISCO también hemos desarrollado métodos de reciclaje para estas células, con resultados prometedores que esperamos poder compartir en 2026», afirma Demadrille. «La implementación de una estrategia de reciclaje contribuirá a reducir tanto el coste como la huella de carbono de esta tecnología».
