Un equipo de investigación holandés-australiano ha desarrollado un dispositivo concentrador solar luminiscente (LSC) de 1 cm3 equipado con células fotovoltaicas de silicio bifaciales con una eficiencia del 20% que se pueden usar y ensamblar en una variedad de configuraciones de mosaico.

Estos dispositivos fotovoltaicos LSC de mosaico se pueden utilizar para hacer que la energía solar sea omnipresente en entornos urbanos, lo que requiere la fabricación de dispositivos visualmente atractivos que puedan funcionar en condiciones de iluminación desafiantes en las ciudades.

Por lo tanto, al desarrollar este dispositivo fotovoltaico LSC de mosaico colorido y visualmente atractivo, se puede acelerar la aceptación general de la energía solar en el entorno construido, incluso con dispositivos ineficientes. El dispositivo fotovoltaico LSC propuesto admite superficies coloreadas, transparencia y ofrece grados de libertad, ofreciendo muchas oportunidades de diseño para mejorar la funcionalidad general y la experiencia de la energía fotovoltaica en productos de consumo, entornos construidos y transporte.
Los LSC se usan comúnmente como dispositivos fotónicos para la producción de productos químicos finos en fotomicrorreactores, para controlar la entrada de luz en los espacios en ventanas "inteligentes" dinámicas y para distribuir luz de colores ajustados para promover el crecimiento de plantas en invernaderos. También se pueden utilizar para aumentar la eficiencia de los paneles solares. Los LSC están compuestos de materiales luminiscentes, también conocidos como luminóforos, que son grupos de moléculas que emiten luz cuando se iluminan.
Estos materiales se pueden recubrir en la superficie de un polímero o lámina de vidrio o usarse como dopantes para un polímero o lámina de vidrio, actuando como una guía de luz que captura una longitud de onda de la luz solar directa e indirecta y la vuelve a emitir a una cierta longitud de onda. longitudes de onda más largas. Si se aplica a la energía fotovoltaica, los luminóforos pueden capturar fotones de alta energía que los paneles fotovoltaicos no pueden absorber y volver a emitirlos como fotones.
Los científicos insertaron células solares bifaciales entre elementos LSC individuales y crearon un patrón de elementos LSC de mosaico cúbico. Dicen que este diseño aumenta el área de la superficie superior disponible de la celda solar por unidad de área de apertura y, por lo tanto, puede mejorar la eficiencia de conversión de energía de todo el dispositivo fotovoltaico LSC.
Para el dispositivo LSC, utilizaron materiales tradicionales como polimetilmetacrilato (PMMA) dopado con colorantes orgánicos comerciales y compuestos de cumarina (Cou). Los investigadores utilizaron un adhesivo óptico de índice coincidente para unir las células de doble cara al borde de la guía de luz y las células fotovoltaicas de c-Si de una sola cara en la parte posterior del cubo de la guía de luz. Utilizan material de poliolefina (PO) para encapsular la batería.
En condiciones de iluminación estándar, el equipo descubrió que los luminóforos podían absorber casi todos los fotones de alta energía y emitir fotones de longitud de onda más larga que coincidían mejor con la respuesta espectral de las células solares de silicio. También probaron varios mini-mosaicos para determinar el rendimiento de la matriz LSC.
Los investigadores dicen que la producción comercial del dispositivo propuesto podría comenzar después de que se mejore aún más su eficiencia.