Esta imagen tomada con microscopio electrónico muestra los diversos compuestos de una célula solar de calcopirita, que puede fabricarse de forma mucho más barata gracias a la técnica de impresión de inyección de tinta. Fuente: OSU.
Las impresiones de inyección de tinta, popularizadas en los últimos años gracias a su amplia difusión en el ámbito del hogar y de las oficinas, podrían convertirse en un nuevo elemento dinamizador de la energía solar. Así lo establece un trabajo efectuado por especialistas de la Oregon State University de Estados Unidos, que han logrado desarrollar células solares de bajo coste, alta eficiencia y escaso impacto ambiental, gracias a esta tecnología de impresión.
El grupo de ingenieros norteamericanos afirma que el desperdicio de materia prima en estos dispositivos se reduce en un 90% con relación a las células solares tradicionales, aportando así un trascendente beneficio ecológico. Al mismo tiempo, la metodología logra reducir significativamente el costo de producción de las células solares.
En el mismo sentido, los especialistas destacan que las nuevas células solares de película fina podrían producirse a un costo ultra bajo, en un menor tiempo de producción que los actuales dispositivos y garantizando un alto desempeño. En consecuencia, su aplicación en la industria de las energías renovables podría suponer un fuerte impacto.
Aunque aún se requiere ampliar las investigaciones para aumentar la eficiencia de las células, el trabajo podría conducir a una nueva generación de dispositivos de energía solar. Ya existe al respecto una patente en trámite relacionada con este descubrimiento, que ha sido difundido a través de una nota de prensa de la Oregon State University y de un artículo recientemente publicado en el medio especializado Solar Energy Materials and Solar Cells.
El grupo de ingenieros norteamericanos afirma que el desperdicio de materia prima en estos dispositivos se reduce en un 90% con relación a las células solares tradicionales, aportando así un trascendente beneficio ecológico. Al mismo tiempo, la metodología logra reducir significativamente el costo de producción de las células solares.
En el mismo sentido, los especialistas destacan que las nuevas células solares de película fina podrían producirse a un costo ultra bajo, en un menor tiempo de producción que los actuales dispositivos y garantizando un alto desempeño. En consecuencia, su aplicación en la industria de las energías renovables podría suponer un fuerte impacto.
Aunque aún se requiere ampliar las investigaciones para aumentar la eficiencia de las células, el trabajo podría conducir a una nueva generación de dispositivos de energía solar. Ya existe al respecto una patente en trámite relacionada con este descubrimiento, que ha sido difundido a través de una nota de prensa de la Oregon State University y de un artículo recientemente publicado en el medio especializado Solar Energy Materials and Solar Cells.
Reducción de residuos
Según Chih-Hung Chang, profesor de la Oregon State University y uno de los responsables de la investigación, este avance resulta muy prometedor, y podría marcar un antes y un después en el escenario de la energía solar. Chang destacó que, hasta el momento, no se había logrado producir dispositivos solares de este tipo con tecnología de inyección de tinta.
Quizás la mayor ventaja de este enfoque sea que supone una importante reducción en el volumen de desperdicio de materiales, un aspecto trascendental en términos económicos y de eficiencia ambiental. Vale recordar que algunos de los materiales que se busca incorporar en las células solares más avanzadas, como el indio, son relativamente caros.
De esta manera, la pérdida de estos materiales supone una importante erogación económica, mientras que el nuevo enfoque de inyección de tinta prácticamente elimina la generación de residuos, condición también muy ventajosa desde el punto de vista de la eficiencia ambiental y de la sostenibilidad de los procesos.
Uno de los desarrollos más prometedores en el marco del enfoque concretado en este estudio son los dispositivos de calcopirita, un material con una eficiencia extraordinaria en términos de energía solar. Por ejemplo, una capa de uno o dos micrones de espesor de calcopirita tiene la capacidad de capturar más energía solar que una capa de 50 micrones de espesor realizada con silicio.
Según Chih-Hung Chang, profesor de la Oregon State University y uno de los responsables de la investigación, este avance resulta muy prometedor, y podría marcar un antes y un después en el escenario de la energía solar. Chang destacó que, hasta el momento, no se había logrado producir dispositivos solares de este tipo con tecnología de inyección de tinta.
Quizás la mayor ventaja de este enfoque sea que supone una importante reducción en el volumen de desperdicio de materiales, un aspecto trascendental en términos económicos y de eficiencia ambiental. Vale recordar que algunos de los materiales que se busca incorporar en las células solares más avanzadas, como el indio, son relativamente caros.
De esta manera, la pérdida de estos materiales supone una importante erogación económica, mientras que el nuevo enfoque de inyección de tinta prácticamente elimina la generación de residuos, condición también muy ventajosa desde el punto de vista de la eficiencia ambiental y de la sostenibilidad de los procesos.
Uno de los desarrollos más prometedores en el marco del enfoque concretado en este estudio son los dispositivos de calcopirita, un material con una eficiencia extraordinaria en términos de energía solar. Por ejemplo, una capa de uno o dos micrones de espesor de calcopirita tiene la capacidad de capturar más energía solar que una capa de 50 micrones de espesor realizada con silicio.
Investigaciones y aplicaciones a futuro
En su investigación, los ingenieros fueron capaces de crear una tinta que puede imprimir en sustratos de calcopirita a través de la tecnología de inyección de tinta, con una eficiencia de conversión de energía de alrededor del 5%. Sin embargo, la efectividad puede mejorarse aún mucho más.
Según los responsables de este desarrollo, si la investigación se profundiza, será posible alcanzar una eficiencia de alrededor del 12%, lo que permitiría la producción de células solares comercialmente viables. Por otra parte, los ingenieros están estudiando otros compuestos que también pueden utilizarse con la tecnología de inyección de tinta, a un precio aún menor.
Mientras algunos enfoques en la producción de células solares insumen mucho tiempo para el desarrollo de los productos, o requieren de costosos sistemas e incluyen productos químicos tóxicos, la nueva generación de dispositivos solares creados a partir de la tecnología de inyección de tinta permitiría eliminar varias de esas barreras.
Asimismo, no solamente se desarrollaría una tecnología solar mucho más económica y ecológica, sino que además podrían generarse nuevas industrias y oportunidades de empleo a partir de iniciativas de este tipo en distintas partes del mundo. Si los costes se pueden reducir lo suficiente y se superan otros obstáculos, incluso podría ser posible crear células solares bajo esta tecnología capaces de integrarse directamente en los techos de las viviendas.
En su investigación, los ingenieros fueron capaces de crear una tinta que puede imprimir en sustratos de calcopirita a través de la tecnología de inyección de tinta, con una eficiencia de conversión de energía de alrededor del 5%. Sin embargo, la efectividad puede mejorarse aún mucho más.
Según los responsables de este desarrollo, si la investigación se profundiza, será posible alcanzar una eficiencia de alrededor del 12%, lo que permitiría la producción de células solares comercialmente viables. Por otra parte, los ingenieros están estudiando otros compuestos que también pueden utilizarse con la tecnología de inyección de tinta, a un precio aún menor.
Mientras algunos enfoques en la producción de células solares insumen mucho tiempo para el desarrollo de los productos, o requieren de costosos sistemas e incluyen productos químicos tóxicos, la nueva generación de dispositivos solares creados a partir de la tecnología de inyección de tinta permitiría eliminar varias de esas barreras.
Asimismo, no solamente se desarrollaría una tecnología solar mucho más económica y ecológica, sino que además podrían generarse nuevas industrias y oportunidades de empleo a partir de iniciativas de este tipo en distintas partes del mundo. Si los costes se pueden reducir lo suficiente y se superan otros obstáculos, incluso podría ser posible crear células solares bajo esta tecnología capaces de integrarse directamente en los techos de las viviendas.