Placa solar flexible creada por Power Roll y la Universidad de Sheffield Omicrono
Adiós a la instalación de placas solares: el invento para colocar paneles en cualquier superficie como si fuesen pegatinas
La empresa Power Roll ha diseñado una célula solar enrollable que se adhiere como una pegatina y su proceso de fabricación abarata el coste.
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La energía solar fotovoltaica no se limita a cubrir techos o campos. En España ya se utilizan nuevas tecnologías que ofrecen una mayor diversidad a esta energía limpia. La industria persigue dejar atrás los paneles solares tradicionales de grandes dimensiones por soluciones innovadoras y moldeables que se adaptan a toda clase de superficies como estas células solares flexibles y adhesivas.
No todos los tejados cuentan con la resistencia necesaria para soportar el peso de la instalación solar tradicional. En su lugar, las películas solares livianas y flexibles se pueden usar en superficies que normalmente no soportarían el peso de los paneles solares, dando mayor acceso a esta tecnología y su generación de electricidad. La complicación está en simplificar su fabricación e impulsar su eficiencia para trasladar esta novedad a fachadas o estructuras más delicadas.
Un artículo recién publicado en ACS Applied Energy Materials presenta un nuevo diseño de células solares muy delgadas y que pueden pegarse en toda clase de espacios. El artículo está firmado por la empresa británica Power Roll y la Universidad de Sheffield. Sus creadores describen estas células solares de perovskita como rentables, escalables y sostenibles al no depender de tierras raras y fabricarse en un proceso que podría llevarse a escalas comerciales rápidamente.
Pegatinas solares
A diferencia de las células solares tradicionales, este nuevo invento se fabrica grabando pequeñas ranuras en una película de plástico y rellenándolas con el material de perovskita. Así se crean dispositivos fotovoltaicos individuales y cada dispositivo de ranura se conecta en serie con sus vecinos, creando minimódulos compuestos por cientos de ranuras conectadas.
Los modelos convencionales que pueden encontrarse en numerosos tejados utilizan una estructura parecida a un sándwich y compuesta por varias capas depositadas en un orden específico. Por el contrario, todos los contactos de la nueva célula solar están en la parte posterior en lugar de situarse en el frontal. Sus creadores aseguran que con este formato es posible abaratar su fabricación.
Placa solar flexible de Power Roll
El grabado de las microestructuras se realiza en un sustrato de plástico, similar a un holograma en una tarjeta de crédito. Un metro cuadrado contiene 500.000 microestructuras que se recubre con materiales conductores y tinta fotoactiva.
La eficiencia de la célula solar a la hora de convertir la energía o PCE se consiguió aumentar hasta un 12,8%. Esto ha sido posible al incrementar de 16 a 362 el número de ranuras de cada componente de la celda solar de perovskita de contacto posterior. Cada ranura tiene un ancho de 1,5 micrometros o μm.
"En una estructura ideal, el ancho de las ranuras coincidiría con las longitudes de difusión de los portadores; sin embargo, crear características submicrónicas en áreas extensas es un desafío", se indica en el artículo científico. Por lo tanto, el ancho de ranura de aproximadamente 1,5 μm que se ha adoptado "resulta en una extracción eficiente de los portadores de carga y permite grabar ranuras de forma fiable en áreas extensas con un ancho y un tamaño de característica consistentes", añaden.
La fabricación de este nuevo diseño es parte de su éxito. Para ello se ha aplicado la técnica de procesamiento rollo a rollo que garantiza una producción escalable. Este proceso de fabricación es un método que integra, recubre o imprime diversas aplicaciones sobre un sustrato flexible enrollado y que se alimenta continuamente de un rodillo a otro, similar a los procesos de impresión de los periódicos en papel. Este sistema también libera al proceso de la dependencia de materiales costosos y escasos como el indio, consiguiendo un proceso más sostenible y asequible.
Placa solar flexible Omicrono
Para comprobar la estructura y composición de las células solares, se utilizó un microscopio de nanosonda de rayos X duros en Diamond Light Source, Oxfordshire, para obtener imágenes muy detalladas de las células. Esta fue la primera vez que se utilizó este tipo de análisis en este tipo de célula solar y ayudó a detectar problemas ocultos, como espacios vacíos, defectos y los límites entre diminutos cristales dentro del material semiconductor.
El mundo de las placas solares ligeras y portátiles
En el parque eólico de Breña, en Albacete, hace años que las torres de los aerogeneradores lucen con un panel solar pegado a la estructura. En vez de tener una torre blanca y lisa como acostumbran la mayoría de turbinas eólicas instaladas en España, se puede ver a distancia que está cubierto de las pegatinas solares diseñadas por Heliatek, un tipo de paneles que tiene un grosor de solo 2 mm y se instala en 2 minutos.
Paneles solares de Heliatek en aerogenerador Omicrono
En edificios o estructuras con formas complicadas, la lámina se amolda a curvaturas de hasta 20 cm de radio y tiene un peso de menos de 2 kilogramos por metro cuadrado. Su grosor sería de 2 mm. Con una potencia instalada de 22,5 kWp (kilovatio pico), se estima que se generarán al año 23,8 MWh, lo que representa aproximadamente un 15% de la demanda de electricidad del centro de estudios.
