Células solares orgánicas: lo que necesita saber

células solares orgánicas

Los científicos siempre están buscando formas de hacer que la energía solar sea lo más eficiente, accesible y estéticamente agradable posible. Algunas de las investigaciones y desarrollos más emocionantes que tienen lugar en la industria hoy en día giran en torno a la construcción de opciones solares delgadas y flexibles utilizando células solares orgánicas.

¿Qué son las células solares orgánicas?

Las células solares cristalinas tradicionales suelen estar hechas de silicio. Un célula solar orgánica utiliza materiales a base de carbono y electrónica orgánica en lugar de silicio como semiconductor para producir electricidad a partir del sol. Las células orgánicas también se denominan a veces «células solares de plástico» o «células solares de polímero».

Una de las mayores diferencias entre la energía fotovoltaica de silicio y la energía fotovoltaica orgánica (OPV) está en su estructura física: las células orgánicas están hechas con compuestos que normalmente se disuelven en tinta y se imprimen en plásticos delgados, lo que significa que las OPV pueden ser flexibles e incorporarse en más lugares. o estructuras que la fotovoltaica cristalina. Incluso se pueden utilizar para crear ventanas de energía solar.

Si bien la energía fotovoltaica orgánica es una tecnología nueva y emocionante, queda un largo camino por recorrer antes de que puedan igualar las eficiencias ya alcanzadas en las células solares basadas en silicio. Sin embargo, dada la amplia gama de aplicaciones potenciales de las OPV, es posible que no pase mucho tiempo antes de que se conviertan en una tecnología de uso común para generar energía solar. Además, las células orgánicas son baratas de producir y físicamente versátiles, lo que significa que una vez que se puede refinar el rendimiento, los productos solares orgánicos pueden competir con las células cristalinas tradicionales.

Ver más:  Tejas solares Dow Powerhouse: review completa

¿Cómo funcionan las células solares orgánicas?

Al igual que las células solares de silicio monocristalino y policristalino, las células solares orgánicas generan electricidad a través del efecto fotovoltaico. Una celda fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad utilizable en tres pasos simplificados:

  1. La luz es absorbida y libera electrones de un material semiconductor.
  2. Los electrones sueltos fluyen y crean una corriente eléctrica.
  3. La corriente es capturada y transferida a los cables.

En una célula solar orgánica, el proceso fotovoltaico es el mismo, pero se utilizan compuestos a base de carbono en lugar de silicio como material semiconductor.

Estructura de células solares orgánicas

En general, las células orgánicas están estructuradas de manera muy similar a las células solares de silicio cristalino. La diferencia más notable entre los dos tipos de células es la capa semiconductora; en lugar de silicio cristalino, las células orgánicas usan compuestos a base de carbono (moléculas orgánicas) que se imprimen en una capa extremadamente delgada sobre un respaldo de plástico.

Estructura de una celda solar orgánica. Fuente: energía.gov

Comparación de métricas y materiales de células solares cristalinas y células orgánicas

¿Cómo se comparan las células orgánicas y las células de silicio cristalino? Echaremos un vistazo a los tres factores principales que los compradores de energía solar podrían considerar a continuación: eficiencia, materiales y precios.

Eficiencia

A eficiencia de la celula solar mide qué porcentaje de la luz solar entrante que golpea la celda solar se convierte en electricidad. Según el Departamento de Energía (DOE), las células solares orgánicas han exhibido eficiencias que superan el 11 por ciento (aunque algunos experimentos recientes han aumentado ese número varios puntos porcentuales en situaciones controladas). Él paneles solares de silicio cristalino más eficientes disponibles en la actualidad tienen eficiencias superiores al 22 por ciento. Las OPV todavía tienen un camino por recorrer antes de que puedan competir con las células solares basadas en silicio solo en términos de eficiencia.

Ver más:  ¿De dónde viene la electricidad en Estados Unidos?

Materiales

Como se mencionó anteriormente, la principal diferencia entre las células solares de silicio y las células solares orgánicas es el material semiconductor utilizado. Las células solares de silicio usan silicio cristalino, mientras que las células orgánicas usan compuestos orgánicos a base de carbono aplicados en una capa delgada a un respaldo sintético. Debido a que las células orgánicas se fabrican con una aplicación a base de tinta y pueden exhibir transparencia, generalmente dan como resultado un panel solar flexible que se puede instalar de maneras más exclusivas que los paneles solares tradicionales (como en paredes o como parte de ventanas).

Precios

Los paneles solares fabricados con células orgánicas no están disponibles comercialmente, por lo que es difícil comparar precios con productos a base de silicio. sin embargo, el precio de los paneles solares tradicionales ha disminuido cada año durante la última década, y las instalaciones solares son cada vez más asequibles con mejoras tecnológicas y de producción.

Noticias y avances recientes sobre células solares orgánicas

Uno de los inconvenientes de la tecnología de células orgánicas ha sido tradicionalmente la menor tolerancia ambiental de los productos orgánicos: la humedad, la exposición al oxígeno y la luz solar tienen un efecto negativo más pronunciado sobre los compuestos orgánicos en comparación con las células cristalinas. Sin embargo, un estudio 2019 por un equipo global de ingenieros surgió una posible solución a estos problemas de degradación. ¿La solución? Eliminación de una determinada molécula (llamada éster metílico del ácido fenil-C61-butírico o PCBM) de la capa superior de las células orgánicas. El cambio da como resultado un daño potencial reducido por el oxígeno y el agua. A medida que se encuentren, prueben e implementen más avances como este en productos reales, se espera que la tecnología fotovoltaica orgánica compita cada vez más con la tecnología cristalina tradicional.

Ver más:  ¿Mi techo solar debe mirar hacia el sur?

Según el DOE, la investigación actual se centra en aumentar la eficiencia y la vida útil de las células solares orgánicas. Tres importantes universidades están realizando esta investigación, incluidas la Universidad de Florida, la Universidad de Princeton y la Universidad de Michigan.

¿Se pueden conseguir paneles solares con células orgánicas?

Las células solares orgánicas son una tecnología emocionante y prometedora que, en el futuro, aumentará los tipos de espacios disponibles para la generación solar. Por ahora, todavía se están probando e investigando y, por lo tanto, no están disponibles para comprar para la instalación de paneles solares.

Si está interesado en la energía solar para su propiedad, muchos de los principales fabricantes de paneles solares ofrecen productos de alta eficiencia que convierten la luz solar en electricidad de manera eficaz. 

Pablo Ruiz