“Los científicos de KIT y Caltech se inspiraron en los nano agujeros desordenados de las alas de una mariposa para mejorar el rendimiento de la célula solar, logrando que sean dos vece más eficientes que las que se emplean en la actualidad.”
Un antes y un después
Los paneles solares suelen estar conformados por células gruesas y pesadas y deben colocarse con un cierto ángulo, respecto al suelo, con el fin de obtener la mayor cantidad de luz solar, a medida que el astro realiza su movimiento diurno habitual.
Las células solares de película fina, cuyo grosor puede ser de solo nanómetros, tienen un gran potencial para solucionar estos inconvenientes. Son más baratos y más livianos, pero por ahora resultan menos eficientes y generalmente solo se los emplea en en relojes y calculadoras.
Empleando técnicas de biomimetismo (ver: Cuatro insólitas tecnologías verdes) los científicos estudiaron las alas la mariposa negra y copiaron su estructura, para crear células solares extra delgadas y súper eficientes.
A diferencia de otros tipos de células solares, estas pueden absorber una gran cantidad de luz independientemente del ángulo en el que se coloquen y resultan prácticas y fáciles de fabricar. Los resultados del mencionado estudio se publicaron en la revista Science Advances.
Por su naturaleza las mariposas, que son insectos lepidópteros, necesitan luz solar para calentar su cuerpo y poder volar. La mariposa rosa que estudio Siddique, es originaria del sudeste asiático y ha evolucionado de forma que, sus alas negras resultan muy eficientes a la hora de captar energía solar.
A por la eficiencia
Para descubrir el porqué de tan alto nivel de eficiencia, los científicos del Instituto de Tecnología de California dirigidos por el bioingeniero Radwanul Siddique, observaron las alas mediante el empleo de un microscopio electrónico y crearon un modelo tridimensional de sus nanoestructuras.
Cada ala está construida a partir de la superposición de pequeñas escamas, que cubren una superficie plagada de agujeros aleatoriamente espaciados, cada uno de los cuales, tiene menos de una millonésima de metro de diámetro y contribuyen a dispersar la luz y ayudando a la mariposa a absorber el calor.
“Los agujeros son aleatorios no solo en su distribución, sino también en su forma y tamaño”, explicó Siddique. Y agregó que” empleamos modelos informáticos con los que pudimos descubrir, que la posición y el orden de los agujeros eran factores fundamentales, para absorber la luz, pero que la forma no era importante”.
Basándose en los modelos de ordenador, crearon una estructura similar a las alas de las mariposas, utilizando para ello láminas extremadamente delgadas fabricadas en silicio amorfo hidrogenado, que contienen el mismo tipo de orificios.
La mayoría de los paneles solares necesitan estar colocados en un ángulo determinado, lo que significa que generan mucha energía en determinadas horas y, a menos que se los reposicione, durante la mayor parte del tiempo, la producción es significativamente menor.
Los paneles solares que empleen la técnica creada por Siddique y su equipo, podrían producir mucha más cantidad de energía eléctrica durante todo el día, puesto que la conformación de la estructura, actúa de forma similar a la de las alas de la mariposa, captando luz solar en todo momento.
Aunque Siddique en la actualidad trabaja en CalTech, realizó esta investigación cuando estaba doctorándose en Alemania y algunos miembros de su antiguo equipo, que colaboraron con él en este descubrimiento, han recibido fondos por parte de la Fundación de Investigación Alemana, para profundizar en el estudio de células solares y LED.
