Los físicos de la Universidad de Toledo (UT) están avanzando en nuevas fronteras en tecnología fotovoltaica de película delgada, altamente eficiente y de bajo costo para garantizar un futuro de energía limpia.
La Fuerza Aérea de los Estados Unidos otorgó a UT 12,5 millones de dólares para desarrollar láminas de energía fotovoltaica que se instalarán en el espacio y recolectarán energía solar para transmitir energía de forma inalámbrica a receptores terrestres u otra instrumentación orbital o aérea, como satélites de comunicaciones.
Los físicos de UT desarrollarán láminas de células solares flexibles, cada una del tamaño aproximado de una hoja de papel, que se pueden ensamblar e interconectar en estructuras mucho más grandes.
Aunque el enfoque de UT no incluye la ingeniería de los arreglos interconectados, la visión es potencialmente importante: un arreglo solar espacial podría incluir decenas de millones de hojas y extenderse a tamaños tan grandes como una milla cuadrada, que es más de tres cuartas partes del tamaño del campus de la UT. Una matriz de este tamaño podría generar aproximadamente 800 megavatios de energía eléctrica, apenas por debajo de la energía producida por la planta de energía Davis Besse entre Toledo y Cleveland.
"Con un 37% más de luz solar sobre la atmósfera que en un día soleado típico aquí en la superficie de la Tierra, los paneles solares orbitales ofrecen una oportunidad crítica para aprovechar la energía renovable, lograr objetivos de sostenibilidad y proporcionar energía estratégica para una amplia gama de tecnologías orbitales y aerotransportadas", dijo Randall Ellingson, profesor del Departamento de Física y Astronomía de UT y miembro del Centro de Innovación y Comercialización de Energía Fotovoltaica de UT Wright, quien liderará el proyecto de cinco años.
“Este premio de $ 12,5 millones reconoce a nuestra propia Universidad de Toledo como líder nacional en tecnologías de células solares y en investigación de energía fotovoltaica”, dijo la congresista Marcy Kaptur. "Las amplias asociaciones de UT con la industria, el gobierno y el mundo académico representan lo mejor de nosotros y ayudarán a consolidar nuestra región como un actor para las generaciones venideras en la fabricación, la investigación y el desarrollo de energía solar".
Sobre la base de los más de 30 años de historia de UT en el avance de la tecnología solar para impulsar al mundo utilizando energía limpia, los físicos continuarán desarrollando la ciencia de los materiales y las tecnologías fotovoltaicas que son altamente eficientes, livianas y duraderas en un entorno espacial.
Están construyendo células solares en tándem, dos células solares diferentes apiladas una encima de la otra que recolectan de manera más eficiente el espectro del sol, sobre materiales de soporte muy delgados y flexibles.
“Hemos tenido un gran éxito acelerando el rendimiento de las células solares y obteniendo niveles récord de energía de la misma cantidad de luz solar usando la técnica en tándem con lo que se llaman perovskitas”, dijo Ellingson.
El equipo colocará una variedad de combinaciones de células solares, que incluyen perovskitas, silicio, telururo de cadmio y seleniuro de cobre, indio, galio, para elevar el límite de lo que se puede lograr.
Al mismo tiempo, el equipo explorará material de soporte ligero y flexible para crear las grandes láminas de células solares. Estos materiales también deben ser resistentes, ultrafinos y tolerantes a altas y bajas temperaturas. Se están considerando cerámicas, plásticos y vidrio semitransparentes y muy finos.
“El profesor Ellingson y su equipo han demostrado su capacidad para proporcionar a la Fuerza Aérea resultados sobresalientes a lo largo de los años y la Universidad se complace de que el representante Kaptur priorice proyectos que promuevan el liderazgo de la nación en tecnología de energía solar de vanguardia y brinden al Departamento de Defensa con el más alto nivel de apoyo de la investigación universitaria ”, dijo Frank Calzonetti, vicepresidente de investigación de UT.
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