Las alas de la mariposa negra inspiran una nueva célula solar que podría mejorar la absorción un 200%
Las alas de la mariposa negra, especie originaria de Asia, han servido de inspiración a un equipo científico que, replicando su arquitectura, ha diseñado unas células fotovoltaicas finas que podrían mejorar hasta un 200% la capacidad de absorción de estos sistemas.
La investigación, a cargo del Instituto de Tecnología de California y del Instituto de Tecnología alemán Karlsruhe, abre la puerta a una importante mejora de la tecnología solar de capa fina que, así, podría superar en eficiencia a los paneles convencionales.
Para lograr este avance, cuyos resultados se acaban de publicar en Science Advances, la investigación partió del estudio de la Pachliopta aristolochiae o mariposa negra. El hecho de que esta especie necesite luz para volar, ha derivado en unas alas únicas que tienen la particularidad de absorber la luz solar. Pero no solo eso, sino que lo logra en rango muy amplio tanto en espectro, como en ángulo.
Esta cualidad, trasladada a la tecnología solar, permite, por ejemplo, que la absorción se mantenga incluso cuando la luz no impacta de forma directa sobre la célula. De ahí, de hecho, los resultados cosechados por este equipo. Según concluye en su estudio, con estas células la absorción mejora entre un 90% y un 200%, según el ángulo de incidencia de la luz.
Para llegar a ese punto, el trabajo arrancó mucho antes. Lo hizo, en un primer paso, con un estudio minucioso de las alas de mariposa en un microscopio. En esta fase se constató que las alas estaban totalmente cubiertas de crestas y agujeros diminutos. Esta estructura es la que permite que estos lepidópteros absorban la luz de forma excepcional.
Con esta información, el equipo científico diseñó unos absorbedores fotovoltaicos inspirados en la estructura natural de nanoagujeros. Hechos en silicio amorfo hidrogenado, estos diseños permitieron combinar la ligereza, la robustez y las propiedades para capturar la luz que se habían observado en las alas de las mariposas.
Los resultados obtenidos en cuanto a absorción muestran el músculo de esta innovación a la que, sin embargo, le queda camino por recorrer. "Sabemos que podemos mejorar aún más las propiedades de acoplamiento del diseño y su capacidad de absorción, mediante la optimización del perfil de grabado", aseguran los impulsores del estudio que, sin embargo, no dudan de su potencial. "La mejora sustancial del rendimiento óptico de estas estructuras y la posibilidad de escalarlas posicionan esta vía de investigación como candidata prometedora para futuras aplicaciones fotovoltaicas", añaden sobre un avance científico que, de nuevo, tiene en la naturaleza su fuente de inspiración.
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