Los ojos de los insectos ayudan a mejorar las células fotovoltaicas

Los ojos de las polillas, que permiten a estos insectos ver bien en la oscuridad, cuentan con un recubrimiento antirreflectante que los convierte en una de las superficies menos reflectantes de la naturaleza. Esta característica ayuda a las mariposas nocturnas a esconderse de sus depredadores en la oscuridad.

Un equipo de científicos japoneses ha conseguido ahora imitar la microestructura de este recubrimiento para generar un tipo de película destinada a recubrir las células fotovoltaicas o paneles solares fotovoltaicos.

Mejora de la eficiencia

En las pruebas realizadas, los investigadores demostraron que esta película permite reducir la cantidad de luz reflejada por los paneles solares, aumentar la cantidad de energía solar captada y, en consecuencia, mejorar su eficiencia energética.

En un artículo aparecido en Optics Express, revista que publica la Optical Society (OSA) de Estados Unidos, los investigadores describen cómo la película creada mejoró el rendimiento de módulos fotovoltaicos, tanto en pruebas realizadas en laboratorio como en pruebas de campo llevadas a cabo en Tokio (Japón) y Phoenix (Arizona).

Según los científicos, los resultados obtenidos demuestran que esta película podría aumentar el rendimiento de las células solares desplegadas en amplias áreas de estas regiones del mundo, elegidas para las pruebas por presentar distintas tasas anuales de luz solar (Phoenix es una ciudad calurosa, que recibe gran cantidad de luz solar directa cada año, mientras que sobre Tokio incide anualmente una alta tasa de radiación solar difusa).

En concreto, los investigadores estiman que el revestimiento inspirado en los ojos de las polillas podría mejorar la eficiencia anual de las células fotovoltaicas en un 6% en Phoenix y en un 5% en Tokio.

Evitar los reflejos

Uno de los autores de la investigación, el científico de la Universidad de Tecnología de Nagaoka, en Japón, Noburu Yamada, explica en un comunicado emitido por OSA que: “se puede pensar que esta mejora es muy pequeña, pero la eficiencia en los sistemas fotovoltaicos es igual que la de las tasas de consumo de combustible de los vehículos: cada pequeña cantidad ayuda”.

En cualquier módulo fotovoltaico, los reflejos que emiten las superficies suponen una pérdida esencial. La razón es la siguiente: cuando la luz incide sobre una célula solar puede ser reflejada o absorbida, pero sólo la luz que se absorbe es la que produce electricidad, mientras que la luz reflejada se pierde.

De ahí la importancia de los revestimientos antirreflejos en estos sistemas: cuanto menos luz refleje un panel solar, mayor cantidad de electricidad producirá.

Yamada, en colaboración con científicos de la compañía Mitsubishi Rayon Co. Ltd. y de la Universidad Metropolitana de Tokio, encontraron su inspiración para esta nueva tecnología hace unos años, tras pasar un tiempo buscando una estructura antirreflectante omnidireccional y de amplia longitud de onda en la naturaleza. Los ojos de las polillas fue lo mejor que encontraron.

También para ventanas

Yamada señala que la dificultad para desarrollar la tecnología radicó en el diseño de un proceso de alto rendimiento para la nanoimpresión de la película. Este problema fue finalmente resuelto por el científico Hideki Masuda y sus colaboradores de Mitsubishi Rayon Co. Ltd., lo que en un futuro permitirá fabricar estos revestimientos a escala comercial.

Los científicos trabajan ahora en mejorar la durabilidad de la película creada, y en optimizarla para diversos tipos de células fotovoltaicas. Por otro lado, Yamada y sus colaboradores creen que esta solución podría ser aplicada como revestimiento antirreflectante también en ventanas o pantallas de ordenador.

Este avance supondría un paso más en el desarrollo de la tecnología de energía solar que, según un estudio publicado en 2007 por el World Energy Council, supondrá el 70% de la energía consumida en el mundo en 2100. Según informes de Greenpeace, la fotovoltaica podrá suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.