Dispositivo de iluminación con conformación espectral

Dentro de las tecnologías fotovoltaicas (PV) emergentes, por ejemplo basadas en materiales orgánicos o perovskitas híbridas, muchos de los avances logrados en eficiencia de conversión de potencia se han obtenido mediante investigación intensiva de materiales. Una complejidad creciente de los materiales requiere un desarrollo igualmente rápido de las técnicas de caracterización de materiales.

Los investigadores del Institute of Materials Science of Barcelona desarrollaron un dispositivo de iluminación con conformación espectral. La fuente de luz multipropósito de espectro bajo demanda desarrollada proporciona esencialmente un haz ajustable, conformado espectralmente y dividido, modulado en intensidad y/o en un rango de longitudes de onda con respecto a una fuente de luz primaria. La innovación consiste en que el dispositivo produce prácticamente cualquier espectro bajo demanda y ofrece dos tipos de salida: un haz dividido espacial y espectralmente en sus componentes de longitud de onda, una capacidad única para iluminar células solares tándem laterales (arcoíris), o un haz conformado espectralmente pero espacialmente homogéneo en toda su sección transversal para iluminación de área.

Otra característica única es que fusiona dos dispositivos de caracterización en uno: concretamente, un simulador solar para determinar la eficiencia de conversión de potencia y un sistema de medición de eficiencia cuántica externa (EQE). Se espera que la configuración acelere el cribado de materiales, permitiendo el descubrimiento y optimización de nuevos materiales y dispositivos multicomponente, en particular para tecnologías PV emergentes, PV de interior e integrada en edificios, agrovoltaica, etc.

El prototipo del sistema se ha demostrado en un entorno operativo. Los siguientes hitos del proyecto se centrarán en la automatización del filtro y la integración de todos los elementos en un único dispositivo, para acercarlo al mercado.

Ventajas:

• La tecnología unifica varias técnicas de caracterización fotovoltaica en un único dispositivo, incluidas mediciones de eficiencia de conversión de potencia, eficiencia cuántica externa, pérdidas por recombinación según intensidad luminosa o eficiencia en interiores.
• El espectro de salida puede ajustarse bajo demanda desde banda ancha (p. ej., AM 1.5) hasta banda estrecha (hasta FWHM de aprox. 10 nm).
• Sistema rápido basado en modificación espectral asistida por ordenador.
• La tecnología facilita nuevas opciones de caracterización como la optimización de células solares tándem (laterales), pruebas avanzadas de estabilidad, entre otras.
• La tecnología presenta aplicaciones para el campo fotovoltaico (p. ej., tecnología fotovoltaica, investigación de fotodegradación de materiales, aplicaciones solares térmicas o fotocatálisis).

La institución representada busca una colaboración que conduzca a la explotación comercial de la invención presentada.

Institución: Institute of Materials Science of Barcelona (ICMAB) y Xarxa R+D+I Energy for Society (XRE4S) 

TRL: 5

Estado de protección: Solicitud de patente

Contacto: Miguel Estruch / miguel@viromii.com