Más del 90 por ciento de las pantallas vendidas este año utilizarán pantallas de cristal líquido (LCD). Las LCDs, sin embargo, son tremendamente ineficientes y convierten sólo un 5 por ciento de la luz producida por la luz de fondo en una imagen visible. La pantalla LCD en un ordenador portátil consume un tercio de su energía.
Este tipo de pantalla sigue siendo dominante puesto que los fabricantes tienen la capacidad de producir LCDs de forma económica y a gran escala. Las pantallas con mayor eficiencia energética o bien son demasiado caras de fabricar o no son capaces de producir imágenes de alta calidad. "El LCD es muy ineficiente, aunque funciona", afirma Jennifer Colegrove, analista de Display Search, una firma de investigación de mercado y consultoría.
Dos grupos independientes-uno en la Universidad de Califo ia, en Los Angeles, y el otro en la Universidad de Michigan, EE.UU.-están abordando dos de las mayores cuestiones que provocan el malgasto de luz en las pantallas LCD: los polarizadores y los filtros de color.
Los polarizadores filtran la luz que resulta incompatible con los obturadores de cristal líquido en un píxel LCD, lo que representa el 75 por ciento del total de la luz desperdiciada por las pantallas LCD. Los filtros convencionales de color malgastan dos tercios de la luz que les llega. Los dos grupos de investigación han creado versiones fotovoltaicas de plástico de estos dos componentes de las pantallas, que convierten la luz en electricidad.
"Queremos transformar un componente malgastador de energía, y que utiliza todo el mundo, en uno que logre ahorrar energía", afirma Yang Yang, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la UCLA (Universidad de Califo ia en Los Angeles). El grupo de Yang ha creado células solares de plástico que pueden actuar como polarizadores. Los investigadores simplemente frotan una capa en la película de la célula solar con un paño para alinear todas las moléculas en una sola dirección. Esta alineación convierte a la célula en un polarizador que convierte parte de la luz que no pasa a través de él en electricidad.
El trabajo de Yang es parte de un proyecto de tres años financiado por Intel; el año que viene, su equipo planea integrar el polarizador fotovoltaico en una pantalla funcional. En un artículo publicado en la revista Advanced Materials, el equipo informa que su polarizador puede convertir en electricidad el 3 ó el 4 por ciento de la luz que normalmente se pierde en los filtros. Yang espera aumentar esa cifra hasta un 10 por ciento haciendo cambios en los materiales utilizados.
Los polarizadores fotovoltaicos también pueden cosechar la luz ambiente, por lo que en potencia podrían ayudar a cargar un teléfono cuando no está siendo utilizado. "Cuando el teléfono no está en funcionamiento, el sistema podría activarse en un segundo plano para recolectar energía y reciclarla de nuevo a la batería", asegura Youssry Botros, director de programa en la Oficina de Investigación Académica de los Laboratorios Intel.
El segundo grupo, dirigido por Jay Guo en la Universidad de Michigan, está desarrollando filtros de color capaces de recolectar energía. Los filtros de color se utilizan en muchos tipos de pantallas, aunque los creados por el equipo de Guo son apropiados para su uso en pantallas de "papel electrónico" reflectantes. Contienen conjuntos de sub-píxeles que absorben la luz ambiente y después reflejan luz roja, verde o azul.
Guo y sus colegas combinaron un polímero de células solares común con una especie de filtro de color que su grupo inventó el año pasado. El filtro de color fotovoltaico convierte en electricidad alrededor del dos por ciento de la luz que de otro modo se perdería.
Guo estima que las pantallas completas que incorporasen este filtro fotovoltaico podrían generar decenas de milivatios de potencia, suficiente para lograr una diferencia en la vida de la batería de un teléfono móvil. El filtro de color fotovoltaico se describe en un artículo publicado en línea en la revista ACS Nano.
"Es una idea interesante," señala Gary Gibson, científico dedicado al desarrollo de pantallas en color reflectantes en los Laboratorios de HP en Palo Alto, Califo ia. La baja luminosidad es un problema recurrente del papel electrónico en color. Si el filtro de color logra ser práctico, afirma Gibson, la energía obtenida de la luz ambiental podría ser utilizada para alimentar una luz de fondo y aumentar el brillo de la pantalla.