Constantemente se introducen nuevas tecnologías y productos en el mercado de la industria solar. Uno de los más impactantes, y potencialmente innovadores, es la tercera generación de dispositivos fotovoltaicos: las células solares orgánicas.
Pero con el potencial aparentemente ilimitado de las células solares orgánicas, ¿por qué no escuchamos más sobre ellas? En este artículo, exploraremos qué son las células solares orgánicas y por qué aún no han tenido un gran impacto en el sector de las energías renovables.
¿Qué son las células solares orgánicas?
Las células solares orgánicas, también conocidas como células fotovoltaicas orgánicas (OPV), son el último avance en tecnología de células solares y están atrayendo rápidamente la atención de los profesionales de la industria. Esto se debe principalmente al alto rendimiento, la capacidad sin precedentes para absorber la luz del sol y la asombrosa versatilidad de la tecnología.
A diferencia de las células solares cristalinas tradicionales que utilizan silicio como absorbente, Las células solares orgánicas utilizan un polímero o una célula de molécula pequeña hecha de materiales a base de carbono y electrónica orgánica. Esto permite la creación de una célula solar extremadamente ligera, flexible y de película fina. Con esta estructura de dispositivo, las células solares orgánicas son mucho más duraderas y pueden cubrir un área mucho más amplia que las células solares tradicionales.
Las células solares orgánicas son una innovación relativamente nueva, pero ya muestran señales prometedoras para la industria. Con células solares orgánicas, fabricación de bajo costo y nuevas investigaciones y desarrollos, muchos profesionales de la industria lo ven como el futuro de la industria de la energía solar.
¿Cómo funcionan las células solares orgánicas?
Las células solares orgánicas siguen el mismo proceso que las células solares de silicio monocristalino y policristalino. Cada una de estas formas de celdas solares genera electricidad a través del llamado efecto fotovoltaico.
Él efecto fotovoltaico es la conversión directa de la luz en electricidad a nivel atómico. La primera fase de este proceso es la absorción de luz por parte de la célula solar en forma de pequeños haces de energía, los llamados fotones. Luego, la celda solar aprovecha los fotones, liberando electrones del material semiconductor, después de lo cual son recolectados por aceptores de electrones.
Una vez que se separan los electrones, pueden fluir a través de la celda solar y crear una corriente eléctrica a través de los portadores de carga. Esa corriente eléctrica luego se captura y se transfiere a toda su casa.
Tanto para una celda de silicio como para una celda solar orgánica, el proceso fotovoltaico es el mismo. La única diferencia es el material semiconductor de cada una de las células solares. Donde una celda solar tradicional usa silicio, las celdas solares orgánicas usan un compuesto a base de carbono como semiconductor.
Beneficios de las células solares orgánicas
Las células solares orgánicas ofrecen muchos beneficios para los consumidores, fabricantes e instaladores. Se espera que la cantidad de beneficios de las células solares orgánicas aumente significativamente a medida que la tecnología continúa desarrollándose.
Estas son son las ventajas de las células solares orgánicas:
- Estructura flexible y ligera: Las células solares orgánicas son muy flexibles y adaptables en comparación con las células solares tradicionales. Esto significa que pueden usar un área grande y adaptarse para adaptarse a muchas superficies diferentes. Su estructura flexible también hace que las células solares orgánicas sean más duraderas en comparación con otros paneles solares.
- Bajos costes de fabricación: La estructura soluble de las moléculas orgánicas permite a los fabricantes utilizar un sistema de «roll to roll» que es menos costoso y más respetuoso con el medio ambiente que otros procesos de fabricación.
- Abundancia de materiales: Existe una gama muy amplia de materiales de bloques de construcción para células solares orgánicas. Esto debería reducir las limitaciones de suministro y precio, aumentando aún más sus ahorros solares.
Desventajas de las células solares orgánicas
La investigación y el desarrollo de células solares orgánicas aún está en pañales en comparación con las células solares de silicio. Por lo tanto, todavía hay algunas dudas sobre las células orgánicas que aún no se han resuelto.
Estas son las desventajas de las células solares orgánicas:
- Eficiencia de conversión de energía: la eficiencia de las celdas de las OPV está muy por debajo de la de las celdas de silicio tradicionales. Las células de silicio suelen alcanzar una eficiencia de entre el 20 % y el 25 %. Mientras tanto, las células solares orgánicas actualmente solo pueden alcanzar entre el 8% y el 12%.
- Esperanza de vida: La vida útil de las células solares orgánicas es mucho más corta en comparación con las células solares tradicionales. Esto se debe a que los materiales orgánicos se degradan mucho más rápido cuando se exponen al medio ambiente.
Componentes de células fotovoltaicas orgánicas
Tanto las células solares orgánicas como las células de silicio tradicionales tienen una estructura casi idéntica. Como se mencionó anteriormente, la única diferencia estructural entre los dos tipos de celdas es el material que actúa como semiconductor orgánico (OSC). En las células solares tradicionales, esta capa está formada por silicio cristalino. Mientras que las células orgánicas usan una capa activa de película delgada de compuestos a base de carbono sobre el plástico.
Futuro de las células solares orgánicas
Se están realizando amplias investigaciones sobre la optimización de las células solares poliméricas a gran escala. Debido a que las celdas tienen una estructura delgada, flexible y semitransparente, se pueden aplicar en lugares donde las celdas tradicionales no pueden. Esta es la razón por la que la tecnología OPV es tan prometedora: podría permitir que superficies como ventanas, automóviles o edificios generen energía solar de manera efectiva.
Hasta ahora, los científicos han fabricado células solares orgánicas altamente eficientes que pueden funcionar más del 18 % en condiciones controladas. Sin embargo, estos resultados y niveles de energía aún no se han replicado en condiciones del mundo real. Además, la eficiencia del 18% sigue estando por detrás de la tecnología de silicio, que tiene una eficiencia real de hasta el 23%.
La mayor parte de la investigación y el desarrollo en células solares orgánicas se centra en mejorar el rendimiento de los dispositivos en términos de valores de eficiencia y estabilidad a largo plazo. Estos dos aspectos son actualmente los elementos que frenan la entrada al mercado de la tecnología de células orgánicas.
Con las limitaciones actuales en la tecnología OPV, los paneles solares construidos con células solares orgánicas pueden tardar varios años en llegar al mercado. Por lo tanto, si está interesado en la energía solar, le recomendamos que instale paneles solares de silicio tradicionales, que ofrecen una eficiencia sin igual en la mayoría de los estados.
