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Virginia Tech flexible solar panel goes where silicon can’t

In the very near future, recycling light energy may be easier than recycling any other item in your house.

Led by Shashank Priya, a team of mechanical and materials engineers and chemists at Virginia Tech is producing flexible solar panel that can become part of window shades or wallpaper that will capture light from the sun as well as light from sources inside buildings.

Solar modules less than half-a-millimeter thick are being created through a screen-printing process using low-temperature titanium oxide paste as part of a five-layer structure that creates thin, flexible panels similar to tiles in one’s bathroom.

These tiles can be combined together to cover large areas; an individual panel, roughly the size of a person’s palm, provides about 75 milliwatts of power, meaning a panel the size of a standard sheet of paper could easily recharge a typical smart phone.

Most silicon-based panels can absorb only sunlight, but the flexible panels are constructed to be able to absorb diffused light, such as that produced by LED, incandescent, and fluorescent fixtures.

“There are several elements that make the technology very appealing,” said Priya.

“First, it can be manufactured easily at low temperature, so the equipment to fabricate the panels is relatively inexpensive and easy to operate.”

“Second, the scalability of being able to create the panels in sheet rolls means you could wallpaper your home in these panels to run everything from your alarm system, to recharging your devices, to powering your LED lights.”

The panels, Priya said, can also be made to any design, so they could become window shades and curtains as well, absorbing sunlight through windows.

Currently, the efficiency of the cells is nearly on par with the heavier, rigid silicon structures, but, Priya said, at panel-level there is some research required.

Still, it is likely the new flexible panels will overtake their rigid cousins soon.

“Amorphous silicon is a fairly mature technology running at about 13-15 percent efficiency,” he said.

“Our panels right now operate around 10 percent at the panel size. At smaller, less-useful sizes, the efficiency increases, and so we can see a potential for much greater energy collection efficiencies.”

The flexible solar panels, as they approach the conversion efficiency of rigid silicon and glass, can also be incorporated into products that the older technology cannot compete with – such as military uniforms and backpacks.

By adding flexible panels to these items, soldiers will become their own recharging stations, resulting in reduction of the logistical footprint of a fighting force in the field, as well as the weight each individual soldier must carry on his or her back.

By creating panels that capture a wide variety of light wavelengths, Virginia Tech engineers are opening a door to an entirely new area of light and energy recycling that could make saving energy as easy as hanging a curtain.



En un futuro muy cercano, reciclar la energía luminosa puede ser más fácil que reciclar cualquier otro artículo en su casa.

Dirigido por Shashank Priya, un equipo de mecánicos y ingenieros de materiales y químicos en Virginia Tech está produciendo paneles solares flexibles que pueden convertirse en parte de tonos de ventana o papel tapiz que capturará la luz del sol, así como la luz de fuentes dentro de los edificios.

Los módulos solares de menos de medio milímetro de espesor se están creando a través de un proceso de serigrafía utilizando pasta de óxido de titanio a baja temperatura como parte de una estructura de cinco capas que crea paneles delgados y flexibles similares a los azulejos en el baño.

Estos azulejos se pueden combinar para cubrir áreas grandes; Un panel individual, aproximadamente del tamaño de la palma de una persona, proporciona aproximadamente 75 miliwatts de potencia, lo que significa que un panel del tamaño de una hoja de papel estándar podría recargar fácilmente un teléfono inteligente típico.

La mayoría de los paneles a base de silicio pueden absorber sólo la luz solar, pero los paneles flexibles están construidos para poder absorber luz difusa, como la producida por LED, incandescentes y luminarias fluorescentes.

"Hay varios elementos que hacen que la tecnología sea muy atractiva", dijo Priya.

"En primer lugar, se puede fabricar fácilmente a baja temperatura, por lo que el equipo para fabricar los paneles es relativamente barato y fácil de operar".

"En segundo lugar, la escalabilidad de ser capaz de crear los paneles en rollos de hojas significa que podría papel tapiz de su casa en estos paneles para ejecutar todo, desde su sistema de alarma, a la recarga de sus dispositivos, a la alimentación de sus luces LED.

Los paneles, dijo Priya, también se puede hacer a cualquier diseño, por lo que podría convertirse en cortinas de ventana y cortinas, así, la luz solar absorbente a través de las ventanas.

En la actualidad, la eficiencia de las células está casi a la par con las estructuras de silicio más pesadas y rígidas, pero, según Priya, a nivel de paneles se requieren algunas investigaciones.

Aún así, es probable que los nuevos paneles flexibles superen a sus primos rígidos pronto.

"El silicio amorfo es una tecnología bastante madura que funciona con una eficiencia del 13-15 por ciento", dijo.

"Nuestros paneles ahora operan alrededor del 10 por ciento en el tamaño del panel. En tamaños más pequeños y menos útiles, la eficiencia aumenta, por lo que podemos ver un potencial para una mayor eficiencia en la recolección de energía ".

Los paneles solares flexibles, a medida que se acercan a la eficiencia de conversión de silicio rígido y vidrio, también se pueden incorporar en productos que la tecnología más antigua no puede competir con - como uniformes militares y mochilas.

Mediante la adición de paneles flexibles a estos elementos, los soldados se convertirán en sus propias estaciones de recarga, lo que resulta en la reducción de la huella logística de una fuerza de combate en el campo, así como el peso de cada soldado debe llevar sobre su espalda.

Al crear paneles que capturan una amplia variedad de longitudes de onda de luz, los ingenieros de Virginia Tech están abriendo una puerta a un área completamente nueva de reciclaje de luz y energía que podría ahorrar energía tan fácil como colgar una cortina.