Smart Windows podría combinar paneles solares y televisores también

Smart Windows podría combinar paneles solares y televisores también
¿Podría este monitor y ventana combinarse con un panel solar?
patat / Shutterstock.com

Imagínese parado frente a una pared de ventanas, examinando la vista. Oyes a alguien entrar a la habitación detrás de ti. Tu turno. "Bienvenido", dices. "Aquí está el video que quería mostrarte". Con solo presionar un botón, la vista se desvanece y las ventanas se transforman en una pantalla de TV de alta definición.

No, tu amigo no es James Bond, y tú no eres el próximo Q. Sin embargo, incluso mientras miras el video, tu TV de la ventana está haciendo todo lo posible para evitar la catástrofe mundial como lo hizo alguna vez un gadget de la película Bond. Usted ve, también es un panel solar, cosechando constantemente energía renovable del sol. El problema del cambio climático no es un típico supervillano de la película, pero es un problema más complicado que James Bond contra Goldfinger posado Peor aún, los esfuerzos de la humanidad para resolverlo con las tecnologías existentes no están funcionando lo suficientemente rápido.

Los héroes que se lanzan al rescate podrían ser una nueva tecnología llamada semiconductores orgánicos, una nueva forma de fabricar materiales que conducen electricidad solo bajo ciertas condiciones. La mayoría de los semiconductores en la electrónica moderna están hechos de cristalino, formando rocas elementos como el silicio. Los semiconductores orgánicos, por el contrario, están hechos principalmente de moléculas basadas en carbono. Toman menos energía para hacer que los semiconductores convencionales. Una célula fotovoltaica convencional, por ejemplo, puede tardar años en producir tanta energía como se requirió para construirla; una célula fotovoltaica orgánica lleva solo meses.

Sin embargo, quizás lo más emocionante de los semiconductores orgánicos es que es posible diseñar moléculas que sean flexibles, livianas, de color o completamente transparentes. En el laboratorio en el que trabajo, diseñamos y probamos nuevas moléculas pequeñas que tienen propiedades específicas y específicas, como hacer un panel transparente simple en una ventana, pantalla y panel solar.

Captura de energía solar

Hacer un panel solar que también sea una ventana implica un poco de creatividad: tiene que ser algo que absorba luz, genere electricidad y deje pasar la luz para que la gente pueda ver dentro y fuera.

Nuestro material aprovecha el hecho de que una ventana solo necesita transmitir luz humana visible; en mi laboratorio, podemos fabricar moléculas que absorben solo luz ultravioleta e infrarroja, longitudes de onda de luz que nuestros ojos no ven. Estas son partes del espectro que realmente no queremos pasar a través de una ventana de todos modos. luz ultravioleta te da una quemadura de sol. Y la luz infrarroja está caliente: Filtrándolo puede ahorrar en el uso de energía y los gastos de aire acondicionado. Es cierto que nuestro método no captura absolutamente toda la energía de la luz solar, pero está bien. los cantidad de energía solar que llega a la Tierra cada hora is más que todos los usos de la humanidad en un año.

Dando la vuelta al proceso

Los semiconductores orgánicos también son útiles para hacer monitores y pantallas. Si lo piensas, una pantalla es básicamente un panel solar que corre hacia atrás. Genera luz a partir de una corriente eléctrica. Ambos paneles solares y pantallas de visualización implican conversiones entre la luz y la electricidad. Al igual que podemos diseñar semiconductores orgánicos transparentes, podemos diseñar moléculas que emitan colores de luz específicos cuando se aplica una corriente eléctrica.

Reúna una molécula que emite rojo, una molécula que emite azul y una que emite verde, y usted tiene un diodo orgánico emisor de luz. Esas son la clave de lo que se conoce en el mercado de TV y monitores como pantallas OLED.

Para hacer una ventana inteligente, tendríamos que depositar dos capas de semiconductores orgánicos, una capa para generar electricidad a partir de la luz solar y otra para emitir luz, sobre una bandeja de material conductor transparente, como óxido de estaño e indio. Estas tecnologías existen, pero son todavía no disponible para la venta.

Juntar las piezas

La mitad de este dispositivo ya está comercialmente disponible: OLED de alta resolución de alta eficiencia energética un gran éxito en el mercado para televisores domésticos y de oficina.

Empresas venta de paneles solares orgánicos, E incluso ventanas orgánicas del panel solar, solo están comenzando. Los esfuerzos de investigación en curso, como el mío, tienen como objetivo optimizar las propiedades de estos materiales, aumentar su eficiencia y hacerlos más duraderos.

La conversaciónA medida que mejoremos los componentes, también encontraremos formas de integrar células solares semiconductoras orgánicas y pantallas semiconductoras orgánicas juntas. Pueden pasar algunos años, pero sin duda hay un incentivo para hacerlo, con tantas aplicaciones posibles. Un automóvil eléctrico con ventanas inteligentes podría reunir suficiente energía solar para conducir el automóvil 10 a 15 millas al díasuficiente para un viaje típico. Las direcciones de conducción también podrían aparecer en el parabrisas. En cualquier lugar donde haya una ventana, ya sea en un rascacielos o en una casa móvil, podría haber una ventana inteligente, ahorrando espacio, ahorrando energía y dejando que los ocupantes se sientan como James Bond.

Sobre el Autor

Kerry Rippy, Ph.D. Candidato en Química, Universidad del Estado de Colorado

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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