Paneles solares de plástico

Ventajas y desafíos de los paneles plásticos

Los paneles fotovoltaicos más utilizados en la actualidad se basan en el silicio. Sin embargo, sus puntos débiles limitan su generalización entre los consumidores. El silicio es caro porque resulta difícil de extraer y convertir para conseguir energía solar. Además, su escasa maleabilidad y su peso conlleva la fabricación de paneles rígidos y frágiles. El impacto medioambiental es otro elemento en su contra. Su producción implica un alto gasto energético y la toxicidad de los materiales utilizados requiere un adecuado reciclaje al final de su vida útil.

El silicio es caro porque resulta difícil de extraer y convertir para conseguir energía solar

Por ello, investigadores de empresas y universidades de todo el mundo trabajan en el desarrollo de nuevas generaciones de paneles solares que superen a los actuales de silicio en cuanto a prestaciones y coste.

Los materiales plásticos son una de las alternativas que ha ganado terreno en los últimos años. Sus defensores señalan que son mucho más baratos y fáciles de obtener que el silicio. Además, son materiales muy flexibles, hasta el punto de que ya hay paneles de este tipo tan finos, maleables y ligeros como una hoja de papel. En teoría, se podrían colocar en cualquier superficie. Utilizados de forma líquida, estos materiales plásticos podrían convertirse en una pintura que generaría energía solar para un edificio, o paneles ultradelgados para todo tipo de dispositivos electrónicos o para la ropa.

El principal desafío de estos materiales es alcanzar el rendimiento del silicio. Una placa convencional puede tener una eficiencia de hasta el 15%, mientras que las más desarrolladas de plástico no superan el 8%. Otro de sus inconvenientes es que son materiales sensibles a las condiciones del entorno exterior, de manera que sus propiedades se degradan. Sus defensores creen que la superación de estos inconvenientes no está lejos, gracias a las mejoras conseguidas en los últimos años.

Avances prometedores

El trabajo en este campo comenzó en los años noventa a partir del desarrollo de los plásticos orgánicos conductores, como los dispositivos LED, conocidos hoy en día por su uso en pantallas de teléfono móvil y monitores. Los inicios fueron muy prometedores, pero no ha sido hasta fechas recientes cuando se han producido avances destacables.

Las placas solares de plástico más desarrolladas no superan el 8% de eficiencia

En 2007, Alan J. Heeger, profesor de la Universidad de California en Santa Bárbara (EE.UU.) y premio Nobel de Química, logró junto con otros investigadores europeos una célula solar basada en un tipo de plástico con una eficiencia del 5%. El equipo de Heeger ha mejorado con el tiempo este material polimérico y ya alcanza eficiencias en torno al 6-7%. Este experto también es el director técnico de una empresa californiana, Konarka, que ha logrado pequeños paneles plásticos capaces de durar un año a la intemperie sin degradarse.

El camino está abierto y diversas empresas y centros universitarios y de investigación están dispuestos a recorrerlo. La empresa estadounidense Solarmer Energy ha desarrollado una célula solar plástica para dispositivos electrónicos portátiles capaz de lograr una eficiencia del 6%. Para ello, se apoya en un nuevo material semiconductor, denominado PTB1. Sus descubridores, un equipo de ingenieros de la Universidad de Chicago, dirigidos por Luping Yu, aseguran que serán capaces de aumentar su eficiencia hasta el 8% y conseguir una vida útil de tres años. Los responsables de Solarmer aseguran que la tecnología de estos paneles es más sencilla que otras de la competencia, de manera que su comercialización podría estar más cercana.

Otra opción en la que se trabaja son las células solares híbridas con silicio y materiales plásticos, para aprovechar las ventajas de ambos. En febrero, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) dio a conocer en la revista ‘Nature Materials’ uno de estos prototipos basado en un 2% de silicio y un 98% de polímero plástico. Uno de sus responsables, Harry Atwater, afirma que el nuevo panel convierte sin problemas la energía solar en electricidad, es flexible y más barato que uno convencional. El siguiente paso, según Atwater, es aumentar el voltaje operativo y el tamaño de la célula solar.

Paneles solares plásticos en España

Diversos grupos de investigación españoles trabajan en este campo de los paneles solares de plástico. Al igual que sus colegas de otras partes del planeta, la intensidad de los desarrollos ha empezado en los últimos años. En 2007 se puso en marcha el proyecto HOPE (Dispositivos Híbridos y Orgánicos para Energías Renovables), dirigido por Juan Bisquert, del Departamento de Física de la Universidad Jaume I de Castellón.

Por su parte, diversos grupos han realizado trabajos importantes, como los dirigidos por Emilio Palomares, del Instituto de Investigaciones en Química de Cataluña; Tomás Torres, del Departamento de Química Orgánica en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM); Emilio Palomares, del Instituto de Materiales-CSIC de Sevilla; Henk Bolink, del Instituto de Ciencia Molecular de Valencia; o Roberto Pacios, del centro de investigación Ikerlan de Mondragón.

No obstante, según Bisquert, el aprovechamiento industrial de estas células solares en España es menos esperanzador. Este experto señala que otros países del norte europeo y de Asia están más adelantados, pero no se cuenta con las inversiones necesarias para paliar este retraso. Por ello, reclama un mayor apoyo de las instituciones, no sólo para que las empresas puedan trabajar con garantías, sino también para que los consumidores puedan integrar la energía fotovoltaica en sus hogares.