El mòbil es carrega sol

Les cèl·lules solars fotovoltaiques permeten transformar la llum del sol en energia elèctrica. Podem veure exemples de plaques solars fotovoltaiques en teulades de cases, centres comercials, parquímetres, sistemes d'il·luminació, etc. Totes aquestes aplicacions estan dissenyades per treballar a l'exterioramb una il·luminació del sol. La majoria d'aquestes cèl·lules solars fotovoltaiques estan basades en la tecnologia del silici, que és un material que té una alta absorció de la radiacióinfraroja present en l'espectre solar, igual que les bombetes incandescents. Per altre banda, per il·luminar l'interior dels edificis (escoles, industries, vivenda, etc.) s'utilitzen sobretot tubs fluorescents i làmpades LED, sistemes molt més eficients energèticament, ja que tenen dissenyat l'espectre per maximitzar la radiació visible i minimitzar la zona infraroja. Per aquest motiu, les cèl·lules solars de silici no són eficients en il·luminacions d'interior d'edificis. De fet, comercialment podem trobar equips amb panells de cèl·lules solars i bateries per generar els 15 W necessaris per carregar un telèfon mòbil al sol, però no es poden utilitzar als interiors dels edificis.

Un altre exemple no reeixit és el de l'empresa Samsung, que el 2021 va intentar amb un èxit parcial substituir les piles alcalines d'1,5 V que s'utilitzen al comandaments a distància dels televisors per cèl·lules solars per l'impacte mediambiental que les piles provoquen (calculaven que a escala mundial podien estalviar-se fins a 99 milions de piles en set anys).

Per intentar solucionar aquesta limitació intrínseca del silici, s'està investigant amb nous materials que combinin una alta absorció de la llum visible amb la capacitat de generar càrregues elèctriques per obtenir cèl·lules solars que siguin eficients a l'interior dels edificis.

Recentment al laboratori ja s'han fabricat cèl·lules solars basades en perovskites, polímers i molècules orgàniques, amb resultats molt prometedors. Aquesta nova família de cèl·lules solars té, a més, la particularitat que utilitza capes molt més fines que les habituals de silici, amb gruixos típics d'aproximadament 0.1 mm (són uns 10 cops més fines que el gruix d'un cabell humà). Aprofitant aquesta propietat, s'han fabricat cèl·lules solars sobre substrats flexibles, la qual cosa obre l'oportunitat de pensar en tot un seguit d'aplicacions de disseny totalment impossibles ara amb cèl·lules de silici. A més, permet la fabricació industrial roll-to-roll, amb la qual cosa es poden aconseguir grans superfícies.

Així, doncs, podem imaginar que en les llars intel·ligents hi haurà il·luminacions energèticament eficients basades en LED que, alhora, ens podrien permetre aprofitar l'energia residual mitjançant cèl·lules solars. Podem pensar, per exemple, que els mobles estiguin coberts per una capa quasi transparent que serveixi per capturar l'energia necessària per carregar el telèfon mòbil. D'aquesta manera, tots els sensors, actuadors i xarxes de comunicació podrien funcionar sense la necessitat d'estar connectats a la xarxa elèctrica, ja que tindrien un sistema autònom d'alimentació sense cables i sense cap cost addicional.

Aquesta recerca forma part del projecte "Ús de cèl·lules solars orgàniques com a font d'energia per les xarxes de sensors sense fils en l'interior de les llars intel·ligents - 2022PGR-DIPTA-URV4" finançat per la Diputació de Tarragona en el marc del conveni entre aquesta institució i la Universitat.