Nuevas estrategias para la mejora de la relación entre eficiencia y coste en fotovoltaica

Uno de los objetivos del proyecto SOLGEMAC consiste en el desarrollo de sistemas de concentración solar (CSP). Sin embargo, la reducción de costes que últimamente está experimentando la energía fotovoltaica pone mayores retos de futuro inmediato para sus competidoras. Uno de los últimos desarrollos de la fotovoltaica consiste en una técnica sencilla para el uso de celdas fotovoltaicas en casi cualquier sustrato, lo que posibilitaría el uso incluso de sustratos flexibles.

Autor: [Raúl Díaz- IMDEA Energía]

En el escenario actual establecido por el protocolo de Kyoto, que se llevó a cabo por la creciente alarma social ante el efecto invernadero provocado por las emisiones de dióxido de carbono provenientes del uso de combustibles fósiles, todas las tecnologías energéticas que pueden llegar a tomar el relevo como fuentes de energía primaria están acelerando el desarrollo de soluciones que permitan mejorar la relación entre su eficiencia y su coste.

Dentro del abanico de las renovables, la energía solar es una de las pocas que potencialmente se puede implementar en todo el mundo de forma masiva. Dentro de las tecnologías de aprovechamiento de la energía solar destacan dos: la fotovoltaica y la de concentración. Si bien hasta no hace mucho tiempo ninguna de las dos tenía una clara ventaja en cuanto a competitividad comercial (a pesar de la mayor implementación de la fotovoltaica, principalmente gracias a ayudas públicas para ello), en los últimos años la fotovoltaica parece estar cobrando una cierta ventaja en los costes. Ello es debido en parte al escalado de las tecnologías en capa fina y de materiales como el silicio pero menos cristalinos e incluso amorfos. Aun así los costes siguen necesitando decrecer, pero las innovaciones en esta tecnología parecen no tener fin, y una de las últimas es el desarrollo de un método para transferir celdas solares a cualquier sustrato que posibilita una mayor reducción de costes además de proporcionar una flexibilidad adicional que permite expandir el abanico de posibles aplicaciones.1

Figura 1. Proceso de transferencia de sustrato: (a) celda solar de capa fina fabricada sobre sustrato de Si/SiO2; (b) separación de la celda solar respecto al sustrato de Si/SiO2; (c) transferencia de la celda solar a otro sustrato, al que se adhiere mediante adhesivos adecuados; (d) eliminación del soporte provisional necesario para la transferencia.1

El proceso desarrollado se muestra en la figura 1 y se basa en el crecimiento de la celda solar de capa fina sobre los tradicionales sustratos de Si/SiO2 recubiertos por una fina capa de níquel (fig. 1a). Esta capa de níquel posibilita que, al sumergir en agua estos dispositivos, las celdas solares se puedan separar del sustrato original (fig. 1b). Mediante el uso de adhesivos adecuados puede entonces ponerse esta celda solar sobre cualquier sustrato (fig. 1c) con la separación posterior del soporte provisional necesario para esta transferencia (fig. 1d).

Las pruebas realizadas con estas celdas solares de capa fina transferidas a diferentes sustratos indican que la eficiencia se mantiene, incluso sobre sustratos flexibles doblados, lo que indica la potencialidad de este método. Las preguntas ahora pueden ser hasta qué costes puede bajar la energía fotovoltaica con avances como éste y si ello hará que pueda realmente llegar a una posición comercialmente competitiva e incluso dominante en un futuro a medio plazo en detrimento no solo de los combustibles fósiles sino de otras energías renovables como la de concentración solar.

(1) C. H. Lee, D. R. Kim, I. S. Cho, N. William, Q. Wang, X. Zheng, Sci. Rep. (2012), 2, 1000.

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