Un proyecto de la UE promete células solares orgánicas comerciales

Un nuevo proyecto de investigación financiado por la Comisión Europea podría acercar las células solares orgánicas a su comercialización.

El Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) anunció recientemente la fundación del proyecto “MatHero”, financiado por la Comisión Europea con 3,5 millones de euros. El proyecto, coordinado por KIT, tiene como objetivo equiparar la energía fotovoltaica orgánica con el silicio, la película delgada y otras tecnologías fotovoltaicas inorgánicas, con el objetivo final de desarrollar un módulo solar orgánico impreso ecológico para aplicaciones fuera de la red.

Las células solares orgánicas son livianas, flexibles y pueden fabricarse en una variedad de colores, lo que permite personalizarlas de maneras que simplemente no son posibles con las tecnologías fotovoltaicas tradicionales. Debido a estas ventajas, las tecnologías de células solares orgánicas pueden abrir nuevos mercados para la energía fotovoltaica si se pueden comercializar con éxito.

Ciertos aspectos de las células solares orgánicas las hacen adecuadas para la producción a gran escala. Por ejemplo, las células fotovoltaicas orgánicas se pueden producir mediante procesos de impresión que ahorran energía y recursos, lo que promete menores costos y mayores volúmenes de producción. Sin embargo, para que las células solares orgánicas puedan competir con las tecnologías fotovoltaicas establecidas, los científicos deben demostrar mayores eficiencias y métodos de producción más rentables y, sobre todo, mejorar la fiabilidad de las células para hacerlas más duraderas.

Fuente de la imagen: Andreas Pütz / Instituto Tecnológico de Karlsruhe

Aunque los avances recientes en tecnología han hecho que la eficiencia de conversión de energía de los dispositivos fotovoltaicos orgánicos a escala de laboratorio supere la marca del 10 por ciento, sigue siendo mucho más baja que las eficiencias que las tecnologías establecidas ofrecen habitualmente en la producción comercial (14-20%). Además, dado que las células orgánicas están hechas en gran medida de productos químicos, es importante reducir los costos y el impacto ambiental asociados con la síntesis de los materiales para garantizar que la tecnología llegue al mercado.

Además, el tipo de química utilizada para fabricar la mayoría de las células fotovoltaicas orgánicas dificulta la fabricación de dispositivos duraderos. Por ejemplo, las células fotovoltaicas orgánicas típicas a escala de laboratorio se degradan en unos pocos cientos de horas, aunque se han logrado vidas útiles de unos pocos miles de horas (menos de un año), y los investigadores creen que los avances futuros en el embalaje podrían conducir a vidas útiles de 3 a 20 años. en el futuro. Por el contrario, los paneles solares comerciales suelen tener una garantía de 25 años y cuentan con amplios datos de pruebas de campo para respaldar las afirmaciones de confiabilidad.

El proyecto MatHero tiene como objetivo abordar estos problemas mediante la creación de un consorcio multidisciplinario de físicos, químicos, científicos de materiales e ingenieros para realizar investigaciones sobre diversos aspectos de la tecnología y el desarrollo de productos. Esto incluye todos los aspectos de la fabricación de células solares orgánicas, desde el diseño y la producción de los precursores de polímeros utilizados para la fabricación de las células, hasta el embalaje y caracterización de los módulos y la evaluación de la estabilidad del dispositivo.

Otro objetivo del proyecto es el desarrollo de procesos químicos respetuosos con el medio ambiente para tecnologías de síntesis de materiales, recubrimientos e impresión. dr. Alexander Colsmann de KIT lo explica: “El uso de disolventes respetuosos con el medio ambiente es una condición indispensable para reducir costes, ya que a escala industrial ya no son necesarias medidas de seguridad complejas”.

Si el proyecto logra alcanzar sus objetivos de mayor eficiencia, menores costos de producción y mayor vida útil, la tecnología fotovoltaica orgánica podría llegar al mercado antes de lo esperado.

Fuente de la imagen arriba: Alexander Colsmann / Instituto Tecnológico de Karlsruhe