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viernes, 8 de julio de 2011

La reducción del coste de producción que viene asociada a la tecnología plástica fotovoltaica puede abrir nuevos nichos de mercado y fortalecer algunos ya existentes.

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 La expansión de los productos fotovoltaicos


La reducción del coste de producción que viene asociada a la tecnología
plástica fotovoltaica puede abrir nuevos nichos de mercado y fortalecer algunos
ya existentes.  Como se ha comentado, se prevé que la primera aplicación
comercial de las células solares plásticas se limite a sistemas fotovoltaicos que
alimenten pequeños aparatos electrónicos como teléfonos móviles, o tal vez
hasta ordenadores portátiles. Si bien algunas de estas aplicaciones ya existen
en la actualidad, el bajo coste de la tecnología plástica, junto con su flexibilidad
y ligereza, sin duda pueden llevar a una drástica ampliación de este mercado.
Se podría imaginar, por ejemplo, un pequeño panel fino, largo y ligero que se
enrollase hasta caber dentro de un bolígrafo, para después extenderse cuando
la recarga hiciera falta. El papel electrónico (hecho con diodos emisores de luz
basados, también, en plásticos) es uno de los grandes sueños dentro de este - 11 -
campo, y por tanto, ¿qué mejor fuente de energía (en cuanto a compatibilidad
tecnológica) que células solares igualmente plásticas, ligeras y flexibles para
alimentarlos?
Cuando se consiga aumentar significativamente la eficiencia de conversión
energética hasta el 10-15%, este tipo de células solares empezarán a ser
atractivas también para la producción de electricidad a mayor escala. Puesto
que los polímeros se pueden depositar fácilmente sobre sustratos flexibles, la
integración en edificios se facilitaría enormemente y su bajo coste permitiría
expandir la instalación de los paneles a zonas más amplias de las fachadas en
donde  serían poco rentables las tecnologías convencionales. En este sentido,
una ventaja añadida con respecto a las células basadas en silicio cristalino (y
policristalino) es que las células plásticas normalmente funcionan mejor cuando
se aumenta la temperatura (siempre que ésta no alcance los límites en donde
se degradan los polímeros). Esto se debe a que el transporte de carga en
semiconductores plásticos se facilita al aumentar la temperatura (los fonones
ayudan al salto del electrón entre distintos átomos), mientras que en los
semiconductores inorgánicos las vibraciones térmicas de los átomos de la red
cristalina frenan las cargas.
Otra propiedad interesante de las células solares plásticas es que cuando el
nivel  de iluminación es bajo, la eficiencia de conversión energética no se
reduce tanto como en el caso de las tecnologías más convencionales y esto,
unido a su bajo coste, podría suponer que se pudieran instalar células solares
dentro de los edificios también, para “reciclar” la luz y, así, reciclar la
electricidad.
Como  curiosidad relevante para la integración fotovoltaica en edificios, cabe
mencionar que en el 2007 investigadores del Gwangju Institute of Science and
Technology, en Corea del Sur,  mostraron  una célula solar  plástica y
relativamente eficiente  cuyas capas activas se depositaron usando un pincel,
es decir, literalmente pintando la célula solar sobre el sustrato.
Para finalizar, se podría destacar otra aplicación interesante donde las ventajas
de procesado y el bajo coste de las células solares plásticas podrían facilitar el
desarrollo de numerosos productos: los tejidos fotovoltaicos. Entiéndase aquí
tejidos en su sentido más amplio, no sólo en el textil. De nuevo, el hecho de
que las células  sean ligeras y flexibles permitiría su integración en tejidos de
todo tipo, desde toldos y tiendas de campaña, hasta ropa o sombrillas. Algunas
de estas aplicaciones ya se han demostrado con  células solares
convencionales o algunas tecnologías nuevas que permiten depositar los
materiales inorgánicos fotovoltaicos sobre sustratos flexibles. En los últimos
años se está intentando desarrollar un tipo de células con una geometría
distinta, en las cuales una fibra textil o metálica se recubriría usando dip coating
(u otra técnica equivalente) de las diferentes capas que forman la célula solar
creando, así, hilo fotovoltaico, que, a su vez, se podría tejer (trabar, trenzar…)
para formar los distintos tejidos. Entre otras ventajas, este tipo de célula podría
resultar en eficiencias que no dependan del ángulo de incidencia de la luz y,
así, se optimizaría (y abarataría) su funcionamiento en todo tipo de ambientes.
En abril de este año, Lee y sus colaboradores publicaron un artículo  en la - 12 -
prestigiosa revista Science donde mostraban  la fabricación de hilos
fotovoltaicos basados en plásticos con eficiencias de conversión energética en
torno al 3%.

 Conclusiones


Las células solares basadas en plásticos semiconductores y realizadas por
impresión podrían suponer un drástico cambio en la percepción generalizada
de que la tecnología fotovoltaica es una forma muy costosa de obtener
electricidad. En este artículo se ha presentado un breve resumen de la
tecnología solar plástica, cuya eficiencia de conversión energética ha
alcanzado en la actualidad el 6%, y se han descrito las últimas tendencias en
investigación, cuyo objetivo principal es mejorar esta eficiencia hasta el rango
que permita su comercialización (del 10 al 15%). Resultados recientes
sugieren, por otra parte, que encapsulando los paneles solares poliméricos con
el tipo de plástico sencillo que se utiliza para empaquetar alimentos, la cuestión
de la vida media limitada podría estar parcialmente resuelta. Por último, se han
citado los últimos avances en el campo de las técnicas de producción en masa
de esta tecnología, que permitirían alcanzar  ratios de productividad
espectaculares de hasta 100,000 m2/h con costes tan reducidos como unos
30euros/ m2
.

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