Una nueva tecnología desarrollada sobre placas de perovskita permite usar paneles solares como luces LED
Este nuevo dispositivo consigue unir dos funciones que históricamente se consideraban difíciles de combinar en un solo material sólido. La clave reside en el uso de perovskitas de haluros metálicos, un material que permite tanto la absorción como la emisión de fotones con gran eficacia.
Hasta la fecha, los científicos se enfrentaban a un dilema técnico insalvable debido a las propiedades físicas de los semiconductores tradicionales. Mientras que una célula solar requiere capas de material con cierto grosor para capturar la energía, un LED suele necesitar estructuras extremadamente delgadas.
El equipo de investigación ha resuelto este conflicto mediante la implementación de una arquitectura interna basada en nanoestructuras de óxido de aluminio. Estas estructuras funcionan como una especie de esponja microscópica que organiza el material de forma mucho más eficiente para ambos propósitos.
La eficiencia alcanzada por este prototipo en su función de generación eléctrica se sitúa en un impresionante 26,7%. Por otro lado, cuando el dispositivo se activa para emitir luz, muestra una eficiencia de emisión cercana al 31%.
Estos valores son comparables a los de dispositivos especializados que solo cumplen una de las dos funciones de manera independiente. El éxito del proyecto demuestra que es posible optimizar el rendimiento sin comprometer la versatilidad del sistema final.
Un fenómeno fundamental en este avance es el denominado reciclaje de fotones dentro de la estructura interna del semiconductor. Este proceso permite que la luz que no sale inmediatamente del material sea reabsorbida y emitida de nuevo en lugar de perderse.
En los modelos anteriores, gran parte de la energía se disipaba en forma de calor debido a los defectos en el cristal. La nueva técnica de fabricación reduce drásticamente estas imperfecciones, permitiendo que los fotones circulen con mayor libertad y eficacia.
La estabilidad a largo plazo ha sido otro de los grandes logros presentados por el equipo responsable de la investigación. El dispositivo mantiene más del 95 por ciento de su rendimiento original incluso después de 1.200 horas de funcionamiento continuo.
Esta durabilidad es esencial para que la tecnología pueda dar el salto desde los laboratorios universitarios hasta la producción industrial. La posibilidad de fabricar componentes que duren años sin degradarse abre un abanico enorme de aplicaciones prácticas.
Las aplicaciones potenciales de este descubrimiento podrían transformar el diseño de los dispositivos electrónicos que utilizamos habitualmente en nuestra vida diaria. Podemos imaginar pantallas de teléfonos inteligentes que carguen su propia batería mientras están expuestas a la luz solar directa.
También se abre la puerta al desarrollo de sistemas de iluminación inteligente que recuperen energía ambiental durante las horas del día. Estos dispositivos podrían funcionar de manera autónoma en entornos exteriores sin necesidad de cables o infraestructuras complejas.
En el ámbito de la arquitectura, los edificios podrían integrar cristales que iluminen las estancias y generen energía de forma simultánea. Las fachadas de las ciudades modernas aprovecharían cada centímetro de superficie para mejorar la gestión energética global.
Este avance se aproxima al rendimiento del arseniuro de galio, un material extremadamente caro que se utiliza principalmente en la industria aeroespacial. La ventaja de las perovskitas es que su fabricación resulta mucho más económica y sencilla de escalar.
El uso de procesos de fabricación a baja temperatura reduce el coste energético necesario para producir cada una de estas células duales. Esto facilita que la tecnología sea accesible para una mayor variedad de sectores comerciales y consumidores finales.
La integración de funciones ópticas y fotovoltaicas en un solo componente simplifica enormemente la cadena de suministro de los fabricantes electrónicos. Menos piezas en un dispositivo suelen traducirse en una mayor fiabilidad y una reducción de los residuos generados.
Fuente: elespanol.com
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