Industria

Producción de células solares imprimibles: una nueva revolución solar

Producción de células solares imprimibles: una nueva revolución solar

[Fuente de imagen: Universidad de Melbourne]

Las células solares delgadas y flexibles que se pueden imprimir pueden ofrecer al mundo una reducción adicional en los costos de energía solar y tener una variedad de otros beneficios, como ser mucho más fáciles de transportar que los paneles solares convencionales, particularmente con respecto a proyectos de energía solar en lugares remotos. La eficiencia de estos materiales más flexibles también está mejorando, aumentando de aproximadamente un 3 por ciento de eficiencia a un 20 por ciento de eficiencia en solo unos pocos años.

La electrónica impresa apareció por primera vez en 1903 con la patente de "cable impreso" de Albert Hanson, sin embargo, fue la tecnología de radio la que posteriormente dominó la industria de la electrónica impresa hasta que se desarrollaron las impresoras de inyección de tinta en tiempos más recientes. La industria electrónica ha favorecido cada vez más la impresión por inyección de tinta debido a su bajo coste y flexibilidad y uno de los principales productos de este proceso ha sido la célula solar imprimible, la primera de las cuales apareció en 2008, producida por Konarka. Esto fue seguido en 2011 por la Universidad Estatal de Oregon, que utilizó el proceso para producir células solares de cobre, indio, galio selenuro (CIGS) y también por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), que creó una célula solar en papel. Sin embargo, en general, el uso de la impresión por inyección de tinta para la impresión de células solares es todavía un proceso muy nuevo y en desarrollo y, por lo tanto, todavía se encuentra en una etapa de investigación.

En Australia, la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) está desarrollando una gama de nuevos materiales y procesos para producir células solares delgadas y flexibles basadas en "tintas solares" imprimibles. Las tintas se depositan sobre películas plásticas flexibles mediante procesos tales como recubrimiento por pulverización, huecograbado inverso, recubrimiento por troquelado y serigrafía. Otros procesos que está desarrollando CSIRO, incluidos los fotovoltaicos orgánicos (OPV) y las células solares sensibilizadas por colorante (DSSC) también ofrecen una mayor flexibilidad y asequibilidad, lo que permite que los paneles solares se integren en ventanas, muebles de ventanas, tejados y también, potencialmente, en envases de consumo. Además de hacer que la energía solar sea más asequible, estos materiales solares livianos y de menor costo también pueden satisfacer las necesidades energéticas de las comunidades en áreas remotas y en países en desarrollo.

La investigación y el desarrollo de este tipo de materiales ha sido llevado a cabo por Victorian Organic Solar Cell (VICOSC) Consortium, una colaboración de investigación entre CSIRO, Monash University, University of Melbourne, BlueScope Steel, Innovia Films, Innovia Security y Robert Bosch SEA. El trabajo está financiado por el gobierno del estado de Victoria y el gobierno australiano a través de la Agencia Australiana de Energía Renovable (ARENA). En el futuro, estas operaciones permitirán incorporar nuevos materiales orgánicos y células solares en dispositivos de pequeña escala con eficiencias de conversión de alrededor del 9 por ciento.

Estos proyectos de CSIRO se están desarrollando actualmente solo como operaciones a escala piloto, que involucran líneas de impresión de rollo a rollo que han fabricado con éxito módulos solares en tamaños que van desde 10 cm por 10 cm hasta tamaño A3.

Otras empresas que actualmente participan en la producción de células solares imprimibles incluyen Eight19 y Kyung-In Synthetic.

"He sido testigo de primera mano de cómo la tecnología ha permitido que las comunidades urbanas pobres de la India accedan a la electricidad fuera de la red", dice Scott Watkins de la firma coreana Kyung-In Synthetic, una empresa especializada en la fabricación y desarrollo de tintes, tintas, productos químicos y otros materiales similares. “Su éxito se debe a su rentabilidad y simplicidad. Una película de células solares de 10 × 10 cm es suficiente para generar hasta 10-50 vatios por metro cuadrado ".

Sin embargo, hay una serie de desafíos que deben superarse antes de que la revolución de las células solares imprimibles pueda avanzar más. Las impresoras industriales necesarias para producir estas celdas son en sí mismas caras y requieren una importante inversión de capital. Además, los paneles impresos pueden ser vulnerables a la humedad y, si se rompen, pueden causar contaminación por plomo. Por esta razón, Kyung-In Synthetic y otras empresas están probando nuevos revestimientos para las células con el fin de resolver estos problemas, mientras que el capital inicial podría generarse potencialmente mediante proyectos comunitarios y cooperativas.

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