Las placas solares que podemos ver en una central eléctrica están fabricadas a base de cristal de silicio, en su mayoría. Este material está tratado para adaptarlo al uso que se le requiere y el coste de producción es muy elevado, además de complejo. Esta contingencia aumenta el coste del kilovatio de energía generado a partir de la radiación solar. Por ello se está investigando para desarrollar nuevos tipos de paneles. Uno de los caminos que se ha tomado es la experimentación con polímeros de alto rendimiento.
Una placa solar construida a base de polímeros consiste en una lámina delgada capaz de obtener electricidad a partir de la energía solar. En comparación con los paneles tradicionales de cristal de silicio, se gana ligereza y el proceso de fabricación es significativamente más barato. Los polímeros también son flexibles y modificables a nivel molecular, lo que permite adaptarlos a diversas formas más fácilmente.
Estas placas solares basadas en polímeros adolecen de estabilidad. Pero su problema principal es otro: no tienen una eficacia adecuada para aplicaciones a gran escala. Esto hace que no sirva de nada su económica producción, ya que después es complicado rentabilizarlas, no ya hablando de recuperar la inversión sino sencillamente por la baja obtención de energía. Sobre este punto están trabajando los científicos. Para incrementar la eficiencia de conversión es necesario aumentar la absorción de energía en la capa activa mediante láminas de BHJ (bulk heterojunction o heterounión masiva), es decir, películas de polímero.
Pero este material no puede ser añadido libremente. El grosor de la capa activa va creciendo pero esto tiene un límite funcional, por lo que el objetivo es que las películas de BHJ sean lo más finas posibles para poder incluir mayor cantidad e incrementar así la absorción de la luz. Hasta aquí la teoría, alcanzada a base de experimentación, ni que decir tiene. Lo que ha hecho un equipo de investigación del Ulsan National Institute of Science and Technology (en Corea del Sur) es introducir plata y silicio para optimizar la recepción de energía solar sin que ello suponga engordar exageradamente el resultado final.
Los científicos han logrado que las placas solares alcancen una eficiencia de conversión energética al 8,92%, el valor más alto conseguido hasta estos momentos usando polímeros. Se considera que el límite a partir del cual habría rentabilidad suficiente para comercializar estos dispositivos es el 10%.
Repensando las placas solares
Parte del éxito de la investigación del Ulsan National Institute of Science and Technology se debe al uso de nanopartículas de metal, que incrementan el rendimiento general del sistema, ya que se encuentran entre la capa que transporta la electricidad y la que recoge la energía. Y no es el único experimento con nanomateriales.
Científicos del Centro de Nanociencia en el Instituto Niels Bohr de Dinamarca, junto a colegas de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, en Suiza, han comprobado que los nanocables individuales tienen la capacidad de concentrar hasta 15 veces más la energía procedente del Sol. Como consecuencia, las placas solares ganan capacidad para absorber luz y gracias a esto se podría reducir la cantidad de material necesario para fabricar cada panel, con el consiguiente ahorro de costes.
La necesidad de crear placas solares más eficientes ha hecho que esta materia se estudie desde diferentes ámbitos. Proyectos tan dispares como el de la Marina de los Estados Unidos, que adaptó paneles ligeros para su uso con altas temperaturas (en desiertos, por ejemplo), o el de una empresa de Australia que ha creado microrredes solares para surtir de electricidad a zonas remotas, donde las prestaciones públicas no llegan.
Las placas solares basadas en polímeros tienen cualidades que las hacen óptimas para desplegarse en lugares con necesidades energéticas y pocos medios para cubrirlas. Su impacto medioambiental es menor, mientras que el bajo coste de la producción tiene la capacidad de popularizar su instalación. Además, su ligereza es un punto a favor para introducirse en dispositivos con autonomía.
Imagen: Dominic’s pics
