El objetivo del proyecto es el diseño y fabricación de un vidrio cuya superficie esté dotada de estructuras que proporcionen un rechazo elevado de la radiación solar correspondiente al infrarrojo cercano, dejando pasar a la vez la radiación solar visible. Normalmente, la radiación solar correspondiente al infrarrojo cercano es absorbida por las células fotovoltaicas pero no se convierte en electricidad, sino que se transforma en calor que produce un aumento de la temperatura del módulo fotovoltaico en funcionamiento. Este aumento de la temperatura de operación provoca una disminución en la eficiencia de los módulos fotovoltaicos y, como consecuencia, se reduce la producción de electricidad. De este modo, adaptando las características superficiales del vidrio fotovoltaico a este problema específico, se puede conseguir un aumento en el rendimiento energético de los módulos fotovoltaicos basados en la tecnología estándar de silicio cristalino. Cabe destacar, además, que estos vidrios con funcionalidades avanzadas para el rechazo de la radiación infrarroja pueden encontrar aplicación en el sector de la integración arquitectónica, donde mejorarían considerablemente las capacidades de eficiencia energética de los edificios.
Como resultados más significativos alcanzados durante el desarrollo del proyecto, cabe señalar que se ha adaptado y puesto a punto la herramienta de simulación del grupo de la UPNA al tipo de muestras y condiciones experimentales de CENER, de forma que ha sido posible explorar muchas estructuras, a priori prometedoras para el cumplimiento del objetivo final, redundando de esta manera en una disminución de los tiempos de desarrollo. Siguiendo los diseños planteados por el grupo de la UPNA, CENER fabricó una serie de muestras que fueron caracterizadas ópticamente y mediante técnicas de microscopía. Los resultados de la caracterización y simulación se muestran en la figura de la derecha, donde se aprecia la enorme semejanza entre los mismos.
Este tipo de estudios pueden ser considerados como una validación extendida del modelo o también como la implementación de una técnica mixta de caracterización de estructuras a partir de medida y simulación.
También, se integraron y optimizaron los procesos individuales en la ruta de fabricación, lo que posibilitó la fabricación de estructuras sobre vidrio con una resolución de 1 micra (ver figura debajo), además se profundizó en las técnicas de caracterización necesarias que condujeron a una validación extendida del modelo de simulación utilizado por el grupo de la UPNA.
Las actividades desarrolladas, así como la colaboración entre ambas entidades han permitido laminar células fotovoltaicas y realizar el montaje experimental para la cuantificación de la variación en el aumento de temperatura (ver figura debajo). Debido a que no fue posible encontrar un diseño de estructuras en vidrio que fuera posible fabricar y que proporcionase el efecto de rechazo del infrarrojo requerido, se depositaron multicapas de materiales sobre vidrio que ofrecían esta funcionalidad. El
montaje experimental realizado, que se muestra en la figura de debajo, de esta manera permitió cuantificar el aumento de temperatura alcanzado en las células fotovoltaicas.
Cabe señalar que se han descubierto funcionalidades nuevas de los vidrios estructurados a tamaños micrométricos y se han identificado otras posibles aplicaciones, que merecerían ser exploradas en un futuro cercano, a través de la colaboración estable desarrollada entre ambas entidades. Además de eso, cabe destacar que la colaboración entre ambas entidades ha sido plena y satisfactoria, permitiendo avanzar con celeridad en el desarrollo del proyecto.
