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IKERLAN desarrolla un módulo fotovoltaico carente de silicio e integrable tanto en dispositivos portátiles como en edificios.

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Módulo fotovoltaico carente de silicioLa instalación de paneles solares fotovoltaicos, que son capaces de convertir la energía del sol en electricidad para su uso posterior en viviendas o venta a la compañía suministradora, se ha ido incrementando a un ritmo tan frenético durante los últimos años que ha causado una demanda superior a las capacidades de producción de las compañías fabricantes. Por un lado, se ha ordenado por decreto la instalación de paneles solares en edificios municipales de nueva construcción. En paralelo, también se han fijado por decreto precios de venta de electricidad muy favorables por parte de particulares hacia las compañías suministradoras. Esto ha propiciado la construcción de múltiples pequeñas centrales energéticas –también llamadas huertas solares- por parte de pequeños inversores, que han visto en la energía solar fotovoltaica una forma de asegurar o incrementar sus planes de pensión.

Sin embargo, la creciente demanda de paneles, y en especial de la materia prima necesaria para su fabricación, el silicio mono o multicristalino, ha hecho que el precio final de la instalación se haya ido incrementando hasta niveles donde el período de amortización supere incluso la durabilidad o garantía de las placas solares. Más conflictivo es quizás la dependencia creada de las compañías ensambladoras e instaladoras de módulos –España se sitúa entre los países líderes- sobre los productores de dichas células, que en la mayoría de los casos están situados en países del lejano oriente. Aunque esta escasez de materia prima se ha descrito en ocasiones como una situación transitoria, y se ha repetido, por activa y por pasiva, que se ha incrementado la producción de células, el precio por panel sigue siendo relativamente alto, lo que hace que otro tipo de inversiones, aunque sean a intereses muy bajos, sigan siendo más rentables.

Aparte del precio, la tecnología fotovoltaica tradicional basada en paneles de silicio, voluminosos, pesados, opacos y oscuros, encuentra también amplio rechazo en el sector de la construcción. Los arquitectos, obligados por ley a su implantación en edificios, no encuentran soluciones fáciles de integración, limitando su colocación a sitios con poco impacto visual como tejados y azoteas.

Por todas estas razones, una de las líneas de investigación más innovadoras a nivel mundial consiste en la búsqueda de nuevos materiales que puedan cumplir también la función de convertir la luz solar en electricidad, y a la vez solucionen los problemas de integrabilidad y disponibilidad presentes en la tecnología actual.

Un grupo de investigadores del centro tecnológico IKERLAN-IK4 ha fabricado un panel fotovoltaico a escala de laboratorio que cumple con todas estas expectativas. Dicho panel está fabricado con materiales plásticos –denominados polímeros orgánicos- cuya producción se realiza en laboratorios químicos y por lo tanto su disponibilidad es prácticamente infinita. Pero más impactante es, sin lugar a dudas, su apariencia y diseño. Se pueden fabricar de diferentes colores, y consisten en una fina capa de plástico que se puede depositar sobre prácticamente cualquier tipo de superficie, bien sea rígida o flexible. La versatilidad, la sencillez de los procesos de fabricación y el bajo coste de esta tecnología hacen que los campos de aplicación estén solamente limitados por la imaginación de investigadores y promotores industriales. El sector más beneficiado puede ser precisamente el de la construcción, ya que esta tecnología permite la fabricación de ventanas semitransparentes o cortinas fotovoltaicas que permitan a la vez un cierto paso de luz hacia el interior y en paralelo conviertan parte de la energía solar en electricidad.

El sector textil tampoco está al margen de estos avances, ya que cargadores para dispositivos electrónicos portátiles, como teléfonos móviles o reproductores de música, pueden ser incorporados en prendas, bolsos e incluso en tiendas de campaña para los amantes del camping. La investigación en este tipo de materiales es cada vez más común, con numerosos países con programas nacionales de investigación exclusivamente dedicados a avanzar en la tecnología fotovoltaica orgánica. IKERLAN-IK4 lanzó su actividad en este campo hace dos años y los resultados no han podido ser mejores. Recientemente se han medido eficiencias de conversión fotoeléctrica por encima del 4% en células fabricadas en laboratorios propios de IKERLAN con simuladores solares homologados en centros de caracterización de paneles fotovoltaicos ajenos a IKERLAN. En paralelo, la fabricación de módulos no es sencilla, ya que diferentes células individuales tienen que ser conectadas eléctricamente sobre el mismo sustrato durante el proceso de fabricación. El módulo semitransparente construido en IKERLAN tiene unas dimensiones de 30x30 mm y conecta 16 células individuales sobre un mismo sustrato de cristal. Es el primer ejemplar construido a nivel nacional y uno de los pocos a nivel internacional. Con este avance se demuestra la viabilidad y el potencial de la fotovoltaica orgánica y se da un paso adelante hacia la industrialización de esta tecnología.

IKERLAN trabaja actualmente en diseños alternativos para producir paneles de mayor área que puedan dar servicio a diferentes aplicaciones, desde pequeños paneles para reemplazar las baterías en los equipos electrónicos portátiles, hasta grandes módulos que se puedan implantar en tejados y fachadas sin impacto visual y respetando la arquitectónica del edificio y alrededores.

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