Investigadores de la Universidad Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nüremberg (FAU) en Alemania afirman haber logrado una eficiencia de conversión de energía del 14,46% para un módulo fotovoltaico orgánico, que supera el récord mundial anterior de Waystech para módulos fotovoltaicos orgánicos (OPV) del 13,1%. Esto demuestra que la energía fotovoltaica orgánica puede constituirse como alternativa al silicio.
El ministro de Energía de Baviera, Hubert Aiwanger, felicita a los científicos: “Los módulos fotovoltaicos orgánicos aumentan los posibles usos de la energía fotovoltaica. Con el aumento de la eficiencia, este potencial de la energía solar ahora se puede aprovechar aún mejor. Estas innovaciones revolucionarias son exactamente lo que necesita Baviera”.
Buscando el material perfecto
El mercado fotovoltaico está ávido de innovación; al fin y al cabo, la energía solar es una de las grandes esperanzas en lo que respecta a la transición energética. En consecuencia, la investigación en este campo del futuro es extensa y uno de los grandes retos es encontrar el material perfecto.
En términos de eficiencia, el silicio es actualmente difícil de superar. Sin embargo, tiene graves desventajas: demasiado rígido y pesado, difícil de reciclar. Investigadores dirigidos por Christoph Brabec, profesor de Materiales en Electrónica y Tecnología Energética en la FAU y director del Instituto Helmholtz de Erlangen-Núremberg (HI ERN), sigue un enfoque diferente: quiere conquistar el mercado con la energía fotovoltaica orgánica (OPV).
La ventaja de la tecnología OPV es que los módulos pueden ser flexibles y transparentes, pueden integrarse en ventanas y fachadas, utilizarse en interiores o en el campo como tejados, por ejemplo, en túneles de invernaderos. También ganan puntos con una huella ecológica mucho más económica, ya que los procesos de fabricación son más respetuosos con el medio ambiente y el material es más fácil de reciclar.
“La energía fotovoltaica orgánica procesada en solución se convertirá en un componente importante de una estrategia fotovoltaica en la que la velocidad de creación de capacidades y la capacidad de integración son primordiales. Al igual que las perovskitas, permite aplicaciones fotovoltaicas más allá de los campos de gigavatios en las regiones desérticas. "La energía fotovoltaica orgánica puede contribuir de forma sostenible a devolver la producción fotovoltaica a Europa", explica el científico de materiales Christoph Brabec.
La eficiencia, punto débil
El punto débil de la tecnología hasta ahora ha sido su eficiencia: mientras que los módulos de silicio ya alcanzan eficiencias superiores al 20 por ciento, hace apenas unos años los investigadores de OPV luchaban por lograr resultados de dos dígitos. Es aún más gratificante cuando en este ámbito se pueden batir nuevos récords paso a paso: el equipo de Christoph Brabec ha logrado aumentar la eficiencia hasta el 14,46 por ciento.
Andreas Distler, el autor de este logro, trabajó en tres parámetros: “Por un lado, utilizamos materiales activos mejorados. Pero para nosotros era al menos igual de importante reducir las zonas inactivas en un módulo de este tipo; para ello, optimizamos aún más el proceso de estructuración por láser, que divide la superficie del módulo en células solares individuales y las interconecta eléctricamente; Las líneas láser son lo más finas posible, porque esta zona del módulo no puede generar electricidad posteriormente”, explica el investigador de la FAU.
“Finalmente, junto con colegas de Universidad de Ciencias Aplicadas Georg Simon Ohm en Nuremberg, desarrollamos un recubrimiento más homogéneo mediante simulaciones por computadora. Todos estos son pequeños impulsores de la eficiencia que, cuando se combinan, dan como resultado un punto porcentual más de eficiencia”.
Centros de investigación
“Este récord mundial actual es un hito particularmente visible para la exitosa cooperación entre la FAU y la HI ERN, como parte del Centro de Investigación Jülich: subraya una vez más la importancia y el éxito de la fábrica solar del futuro, que ambas instituciones operan juntas en el Campus de Energía de Núremberg”, añade Christoph Brabec.
“Con la fábrica solar del futuro, con el apoyo financiero del Ministerio de Economía de Baviera, se creó una infraestructura de proceso única con la que podemos transferir de manera muy eficiente y rápida nuestros desarrollos técnicos y avances a la industria en el marco de la plataforma de innovación Solar TAP. También estamos logrando logros igualmente impresionantes en el desarrollo de células solares de perovskita impresas, así como de células en tándem totalmente impresas”, concluye.
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