Desde que el hombre puso a un
burro con una zanahoria en la cabeza para mover un molino, no ha dejado de
buscar, una tras otra, una fuente de energía cada vez mejor que la anterior. No
iba de farol James Watt cuando afirmaba que vendía lo que la gente deseaba
tener: energía.
Y
en esas estamos, cientos de años más tarde, buscando cual es la zanahoria que
hace que el burro gire más deprisa. Es esa misma curiosidad la que ha llevado
al hombre a buscar energía en el astro rey: Energía solar.
Ya, ya sé lo que pensáis. ¿Polímeros que generan energía solar? No recuerdo haberlo visto en la carrera... pero si, es un hecho. Existen.
Cuando
un ingeniero novato piensa en placas solares se acuerda de esas grandes y
rígidas placas oscuras que quizás haya visto en un campo o instaladas sobre un
edificio. Sin embargo hoy os voy a hablar de otro tipo de placas solares, que
aun están en desarrollo, y que a primera vista llaman la
atención por ser finas láminas flexibles, que te dejan la sensación de poder
literalmente “empapelar” ciertas superficies.
Se
trata de células solares fotovoltaicas
(OPV, organic photovoltaics) , en las cuales se sustituye el clásico
silicio de los paneles que todos hemos visto, por una serie de polímeros que
desempeñen la misma función.
El funcionamiento es
el mismo que en las clásicas, empleando la energía de los fotones de la luz
para obtener electrones mediante el efecto fotoeléctrico, que posteriormente se
direccionan para obtener una corriente eléctrica.
La
virtud de este sistema versa en cómo se ha conseguido reproducir el
comportamiento de un semiconductor mediante la mezcla de polímeros y fulerenos,
que son los componentes claves de la capa activa. Esto es largo de explicar, pero en el enlace del final podréis saciar vuestra curiosidad.
La
luz solar puede entrar, de forma indiferente, desde cualquiera de los
electrodos. Eso sí, la cara que está expuesta a la superficie tiene que tener
el electrodo transparente y contar con una protección especial. Lo normal es
usar un electrodo en forma de rejilla, de plata o de aluminio, con el objetivo de dejar pasar la mayor cantidad de luz posible.
El
polímero actúa como donador de electrones, y los fulerenos como aceptadores,
que tienen como función mantener la separación de carga y asegurar que el par
electrón-hueco no vuelvan a unirse. Posteriormente, mediante otras capas hechas
con otros materiales, las cargas son guiadas hasta formar una diferencia de
potencial, con la consecuente corriente eléctrica.[1][2]
Los
OPV nacen de la búsqueda de cómo fabricar placas solares a partir de materiales
más baratos, y poder producirlos a gran escala. Sus técnicas de fabricación
por impresión, recubrimiento, etc, son bastante más sencillas y baratas que las
de sus predecesoras. Además presenta la ventaja
de manejar finas láminas completamente flexibles respecto a las rígidas placas de silicio.
Sin
embargo, estas células no suponen, de momento, una ventaja en el rendimiento
(de por sí ya bajo) de este tipo de tecnología, aunque se han llegado a
rendimientos del 10% [3].
También
presentan la desventaja de ser inestables,
ya que se ven muy afectadas por la condiciones ambientales, como la humedad o
el oxígeno, que pueden reaccionar con la capa activa, por lo que su vida en operación
ronda desde los meses hasta el año, que poco pueden hacer frente a los 25 años de
duración media de las tradicionales.
Esta
tecnología aun está en una fase muy prematura de su desarrollo, pero se está investigando con
mucha intensidad en el campo. Prueba de ello es el crecimiento casi exponencial
de publicaciones científicas sobre las OPV en los últimos años.
Si se quiere ampliar más
información al respecto recomiendo la página de los investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca. Sin duda, están haciendo un buen trabajo.
[1] Zimmermann et. al., Solar Energy Materials and Solar Cells
[2] http://plasticphotovoltaics.org/lc/lc-polymersolarcells/lc-pol-why.html
[3] Green et. al., Progress in Photovoltaics: Research and Applications 2012
