Celdas Solares

Celdas solares


El articulo que va a continuación fue escrito por Nieves Espinosa Martínez para la revista Jof (Journal of feelsynapsis).

La situación energética
El aumento proyectado en la demanda de energía desde el momento
actual, comienzos de 2012, y el año 2050 será del orden
de 1 GW al día [1]. Esta cantidad es equivalente a la construcción
de una planta nuclear de potenciamedia al día durante los
próximos 40 años. La demanda mundial de electricidad en particular,
se espera que crezca más que cualquier otra forma de
energía. Las energías renovables son tecnologías que pueden
colaborar en la tarta energética y al ser bajas en emisiones hacer
frente a los objetivos del cambio climático.
Hoy en día estas fuentes suponen casi el 20% de la producción
total deelectricidad. Pero desde qué fuentes renovables generamos
esa electricidad? A nivel global, el 85% viene de la hidroeléctrica,
y la participación de otras fuentes de energía renovables,
combinadas, está alrededor del 2%, según la Agencia
Internacional de la Energía. La hidroeléctrica como fuente de
energía eléctrica ha estado al frente durante el siglo pasado a la
producción de electricidad, peroel viento y la energía fotovoltaica
(PV) han entrado fuertemente en la última década.
Las células solares proporcionan apenas una pequeña porción
de la electricidad del mundo, pero gracias a las mejoras en la
tecnología y a las políticas energéticas, la capacidad total de PV
se ha multiplicado por un factor de 27 a una velocidad de 40%
desde 2000, y ahora llega a una capacidad total instaladade 39.5
GW [2].
La fotovoltaica es una tecnología que presenta una forma ideal
para captar energía solar, ya que es silenciosa, no tiene partes
móviles y, en principio, requiere poco o ningún mantenimiento
una vez instalado. En los próximos 50 años, según una proyección
de la International Agencia de la Energía, se espera un despliegue
de la energía solar de forma que en 2060 la mayoría dela energía provendrá del sol.
Todas las tecnologías fotovoltaicas existentes sin embargo, sufren
de varias desventajas: la relativamente alta
inversión inicial, las elevadas temperaturas necesarias
para su fabricación y los tiempos relativamente
lentos para fabricar los módulos. Incluso
si algunas de las tecnologías fotovoltaicas convencionales
sí presentan una opción competitiva
en laproducción de electricidad, todavía presentan
un lento aprendizaje curva y tiempos de retorno
de energía (EPBT, o Energy Pay Back Time)
del orden de años. El EPBT es una medida de tiempo; del tiempo
que debe pasar para que un sistema generador de energía -fotovoltaico,
eólico o hidráulico- genere tanta energía como la que
se necesitó para fabricar los componentes de dicha tecnología.
Elcoste de la electricidad solar se ha reducido sin embargo notablemente
gracias a la entrada en el mercado de módulos chinos,
y actualmente se aproxima a 1 €/Wp (euros por vatio-pico producidos).
En la actualidad, el 87% del mercado fotovoltaico está
dominado por el silicio cristalino, y el 13% por tecnologías de
“lamina delgada” [3]. Pero una nueva tecnología va a impactar
en los años veniderospor su adaptabilidad, flexibilidad y bajo
coste: la tecnología de las células solares de plástico, basada en
polímeros semiconductores.



Figura 1. Esquema de las capas de una célula solar orgánica individual. Configuración normal o
estándar.







Semiconductores de plástico y sus usos
Los polímeros semiconductores son plásticos de una familia muy
especial; son conjugados, esdecir tienen dobles enlaces alternos
responsables de las propiedades de conducción como veremos a
continuación. Su descubrimiento fue reconocido con el premio
Nobel en el año 2000 a los investigadores Heeger, Shirakawa
y Mac Diarmid. En materiales amorfos como los plásticos, el
principio por el que son capaces de conducir es porque existe
una diferencia de estados creada por la alternancia...