Aumentan la eficiencia de las células solares plásticas

a empresa Solarmer Energy está desarrollando unas células solares plásticas para dispositivos electrónicos portátiles que incorporarán tecnología desarrollada por ingenieros de la Universidad de Chicago. Esta tecnología ha permitido aumentar la eficiencia de estas células solares plásticas, alcanzando hasta el 8%.

La empresa tiene la intención de completar un prototipo susceptible de ser comercializable a finales de este año. Según anunció la vicepresidente de alianzas estratégicas de Solarmer, Dina Lozofsky, este prototipo medirá 50 centímetros cuadrados y se espera que consiga un eficiencia del 8% y una vida útil de unos tres años.

"La clave en esta industria son nuevos materiales con una mayor eficiencia. Las células solares de plástico están por delante de otras tecnologías en términos de eficiencia", comenta Lozofsky en un comunicado. "Todo el mundo en este sector está en una eficiencia de entre un 5 y un 6 %".

La tecnología usada por Solarmer, un nuevo material semiconductor llamado PTB1, convierte la luz del sol en electricidad. Sus inventores han sido el profesor Luping Yu y el estudiante Yongye Liang, ambos de la Universidad de Chicago.

Capa activa

La capa activa del PTB1 no mide más de 100 nanómetros (nm) de espesor, más o menos como 1.000 átomos. Sintetizar una pequeña cantidad de este material conlleva muchas horas de trabajo y un proceso con muchas etapas.

La Universidad de Chicago licenció los derechos de la patente de la nueva tecnología el pasado mes de septiembre a favor de Solarmer. La licencia cubre varios polímeros desarrollados en el laboratorio de Yu.

Una de las ventajas de la tecnología es su simplicidad. Varios laboratorios de los Estados Unidos han inventado otros polímetros que alcanzan la misma eficiencia, pero que requieren un trabajo de ingeniería todavía más intenso para que esté, efectivamente, disponible comercialmente.

El equipo de investigación descubrió que sustituyendo un átomo de silicio por otro de carbono en la parte trasera del polímero se mejoraban significativamente las propiedades fotovoltaicas del material.

El límite del 6%

"Creemos que nuestros sistema tiene potencial", dice Yu. "El mejor sistema ha reportado como mucho una eficiencia del 6 %", dice Yu.

Efectivamente, hace casi dos años investigadores de Wake Forest University y del Instituto de Ciencia de Seúl desarrollaron una nueva célula fotovoltaica plástica con un rendimiento del 6%. En concreto, consiguieron crear nanofilamentos capaces de conducir las cargas producidas por la luz. Esto permite usar capas de absorción más gruesas (unos 120 nm) en el dispositivo y capturar más luz del sol. El polímero utilizado se conoce como P3HT.

Uniendo la experiencia de Solarmer, fundada en 2006 para desarrollar células solares plásticas baratas, y la de los investigadores de la Universidad de Chicago a la hora de desarrollar materiales semiconductores, se espera que el nuevo material llegue a tener todavía más eficiencia.

Yu empezó a trabajar con Solarmer por sugerencia del profesor de ciencias de los materiales e ingeniería de UCLA Yang. Las especialidades de Yu incluyen el desarrollo de nuevos polímeros (largas cadenas de átomos que se enganchan entre sí para de esa manera formar plástico y otros materiales).

Las células solares de silicio siguen dominando el mercado hoy por hoy. Los expertos, sin embargo, vaticinan que las células flexibles y de bajo coste terminarán por imponerse. Además, si se consigue la suficiente eficiencia, podrían ser útiles en otras aplicaciones más allá de los paneles solares convencionales.

"Con la crisis energética actual, es necesario un cambio tecnológico para hacer las células solares más populares", comenta Yang. "Esperamos que el nuevo polímero tenga otras aplicaciones. Nos lo podemos imaginar recubriendo una casa o un coche de láminas solares flexibles. Nuestros sueño es ver usadas nuestras células en todas partes".