Las células solares de alta potencia tienen como objetivo reemplazar las baterías en electrónica de baja potencia

Crédito: Ambient Photonics

La tecnología básica detrás de las células solares de Ambient Photonics es tan simple que se ensambla rutinariamente como un experimento científico de la escuela secundaria. En los laboratorios de los EE. UU., Los estudiantes sientan el potente pigmento de las moras entre las moras entre el vidrio para crear células sensibilizadas con colorantes capaces de aprovechar la energía del sol.

El proceso de Ambient Photonics es más de alta tecnología, con una línea de ensamblaje automatizada que mueve las láminas de vidrio del tamaño de un panel de ventana a través de una fábrica brillante en Scotts Valley, California. Y las celdas que hace pueden cosechar suficiente energía del sol para reemplazar la moneda y otros tipos de baterías pequeñas.

La compañía está implementando la tecnología para impulsar lo que el director ejecutivo Bates Marshall llama el “vasto universo” de la electrónica de baja potencia, incluidos los controles remotos, las pantallas de la tienda, los sensores y un teclado recientemente lanzado de Lenovo Group Ltd.

En un mundo que produjo un récord de 62 millones de toneladas de desechos electrónicos en 2022, el año pasado con datos disponibles, y una variedad cada vez mayor de elementos electrónicos y sensores que se extienden por todo el mundo, encontrar una manera de reducir el uso de baterías intensivas en carbono e recursos producidos nunca ha sido mayor.

Ambient Photonics ha recaudado fondos que ayudaron a que su primera fábrica funcionara en Scotts Valley, California, justo sobre las montañas de Silicon Valley, en lo que anteriormente era una instalación que fabricaba piezas de bicicleta de montaña y deportes de motor.

Ahora, escupe células solares sensibilizadas con colorante. Si bien hacen lo mismo que los fotovoltaicos de silicio de la azotea, convierten los fotones en energía, estas células dependen de un proceso y materiales diferentes. Utilizan tinte tratado con una mezcla única de moléculas colocadas entre dos láminas delgadas de vidrio para capturar los fotones.

El proceso es similar a la fotosíntesis, con el tinte que actúa como clorofila. Cuando los fotones lo golpean, los electrones se liberan y se pasan a una placa de vidrio recubierta con un material conductor. Aquellos y otros materiales “se inventan en nuestro laboratorio” para maximizar la eficiencia de recolección de energía, dijo Marshall, lo que permite que las celdas funcionen de baja luz que los paneles exteriores estándar.

Mientras que en la década de 1980, pequeñas electrónicas, como calculadoras, dependían de las células solares, eran extremadamente ineficientes. La versión de Ambient Photonics recolecta tres veces más energía. Eso permite una gama más amplia de aplicaciones, incluidos elementos tan grandes como los teclados como los de Lenovo. El fabricante chino de computadora portátil y electrónica se negó a proporcionar detalles específicos sobre el teclado o su relación con la fotónica ambiental.

Marshall dijo que el objetivo de Ambient Photonics es igualar el precio de la tecnología de batería existente. “Tienes que ser compatible con las realidades económicas”, dijo, aunque se negó a entrar en detalles.

Un área donde las celdas sensibilizadas con tinte pueden superar a las baterías es su huella ambiental. Marshall dijo que la compañía encargó una evaluación externa del ciclo de vida, que encontró que las células emiten un 90% menos de dióxido de carbono por unidad de energía que generan en comparación con las baterías.

Pero si bien las células sensibilizadas con colorante producen emisiones más bajas que las baterías por unidad de potencia generada, a veces también pueden requerir hardware adicional. Esos componentes adicionales pueden “tener una alta huella ambiental durante la fabricación, en términos de carbono y también consumo crítico de materias primas/minerales”, escribió Mahmoud Wagih, un investigador de electrónica verde en la Universidad de Glasgow, en un correo electrónico.

Sin embargo, estas células podrían reducir las emisiones de otras maneras, como eliminar la necesidad de reemplazar las baterías gastadas. Reducir ese mantenimiento, incluido el envío de baterías y enviar a las personas para instalarlas, reduciría la “huella inadvertida” de los dispositivos, dijo Wagih. “El verdadero costo de carbono de la electrónica con batería radica en la logística de reemplazar una batería en algunos entornos”.

Debido a que dura mucho más que las baterías tradicionales, la tecnología también podría abrir un nuevo mercado para sensores y dispositivos que se conectan a Internet y mejoran procesos como las operaciones de fábrica. “Especialmente en aplicaciones comerciales e industriales, la batería realmente retiene el crecimiento del mercado porque el costo de reemplazar todas esas baterías es muy alto”, dijo Marshall.

Para elementos como teléfonos y computadoras portátiles, las celdas no producen suficiente energía para tener sentido como reemplazo de batería. Pero en la fábrica, Marshall mostró prototipos de ratones, controles remotos y pequeñas pantallas digitales para artículos de la tienda de comestibles que llamó “arquetipos campeones” diseñados para provocar la imaginación de los compradores sobre cómo se pueden usar células sensibles al colorante.

Ambient Photonics produce las células en los EE. UU., Pero en muchos casos, terminarán en productos electrónicos fabricados en Asia, particularmente en China.

Eso podría plantear un problema después de una guerra comercial provocada por el presidente Donald Trump. Después de recaudar aranceles del 145% en China, el país respondió con aranceles del 125% sobre bienes estadounidenses y advirtió a los países de hacer acuerdos con los Estados Unidos.

Trump ha forjado una exención para la electrónica de consumo, aunque su administración dice que es solo temporal. El reloj también está funcionando en el respiro de 90 días que Trump le otorgó a otras naciones, incluidos los principales fabricantes de productos electrónicos como Japón y Corea del Sur.

“Es difícil planificar cuándo las cosas cambian tan rápidamente”, dijo Marshall. En lugar de tratar de anticipar cómo cambiarán los vientos políticos, la compañía decidió construir su fábrica en California, donde sus ingenieros y expertos podrían optimizar la automatización para mantener bajos los costos de producción, dijo.

Más allá de reducir el riesgo de incertidumbre política, dijo, centrar toda la atención de la compañía en su primera planta lo ayudará a garantizar que las fábricas futuras se puedan construir en cualquier lugar y esencialmente ser plug-and-play. Marshall dijo que Ambient Photonics quiere construir una segunda, idealmente al lado dada la experiencia local, y ha solicitado un préstamo del Departamento de Energía para construir un “súper fabuloso”, una instalación de alta tecnología mucho más grande que su operación actual.

Sin embargo, la oficina que emite esos préstamos quedó inactivo bajo el primer mandato de Trump, y no está claro si emitirá nuevos préstamos durante su segundo después de ser muy activo bajo el ex presidente Joe Biden.

Por ahora, Ambient Photonics dice que todavía tiene mucha pista para el crecimiento de su fábrica actual. Está estableciendo los toques finales de automatización y la producción aumentará a cientos de miles de células al mes este año con un objetivo de millones para 2026. La compañía también está buscando elevar una ronda de financiación de la Serie B.

Marshall dijo que la startup ha enviado su envío inicial a Lenovo como parte de lo que llamó volumen de “nivel de producción en masa” y “a otros tres o cuatro clientes importantes” que declinó nombrar. “Este es realmente nuestro tipo de año saliente”.

2025 Bloomberg LP distribuido por Tribune Content Agency, LLC.

Cita: las células solares de alta potencia tienen como objetivo reemplazar las baterías en Electrónica de baja potencia (2025, 24 de abril) Recuperado el 24 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-fil–fired-solar–cells-aiM.html

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