CELDA SOLAR BARATA SENSIBLE AL COLOR VA HACIA LA COMERCIALIZACIÓN.

30 de Mayo de 2012.

La energía fotovoltaica para imprimir podría ser viable, gracias a un nuevo avance.

Por:  Peter Fairley.  

Es fácil hacer que las células solares que captan la luz con tintes han ganado una impresionante racha de premios científicos, entre ellos el Premio de Tecnología del Milenio en 2010. Sin embargo, han tenido poco impacto comercial, desde su invención en 1988.
Un novedoso diseño reportado por investigadores de la Universidad Northwestern la semana pasada podría cambiar esta situación, la entrega de un dispositivo que elimina la responsabilidad inherente a la celda solar sensibilizada por colorante: su tendencia a la fuga de electrolito líquido y a la corrosión.

A diferencia de los paneles de silicio y de película delgada, los paneles basadas en colorantes pueden ser producidos en procesos rollo a rollo baratos semejantes a la impresión. Así que, aunque son menos eficientes que las céldas solares de silicio, que podrían resultar a un coste rentable.
El desarrollo de la U. del Noroeste es sólo el último de una serie de avances en lo que Michael McGehee, director del Centro para el Avance de la energía fotovoltaica Molecular de la Universidad de Stanford, recientemente llamó un "renacimiento" en celdas sensibilizadas por colorante. Los recientes avances en el campo, finalmente podría transformar estas elegantes curiosidades científicas en dispositivos prácticos de generación de energía.  

Energía solar de color para: Las ventanas de colores a la izquierda en un edificio del gobierno en Seúl, Corea del Sur, la generación de energía utilizando la tecnología solar basada en colorantes del desarrollador de Australia, Dyesol.
Foto: de Dyesol.

En una celda solar sensibilizada por colorante, la luz entrante excita una capa porosa de óxido de titanio recubierta con un colorante, generando cargas positivas y negativas. Las cargas negativas -excitadas por electrones- fluyen fuera de la celda a través del óxido de titanio, mientras que las cargas positivas fluyen en un electrolito líquido. Al igual que con las pilas alcalinas llenas de electrolitos, la fuga es un peligro siempre presente, especialmente en los paneles solares sujetos a la erosión extrema. Los electrolitos se calientan a 80 ° C (en una azotea, por ejemplo) pueden expandirse y romper el sello del panel. Las celdas con colores a base de electrolitos de yodo es también lo suficiente corrosiva para comer a través incluso de metales resistentes al óxido tales como aluminio y acero inoxidable.

El químico de la Universidad de Northwestern, Mercouri Kanatzidis, científico de materiales Robert Chang,  reemplazaron el electrolito líquido de las celdas con colores con un semiconductor sólido a base de electrolitos de yodo. Mientras que anteriores diseños de estado sólido han reducido la potencia de salida de las celdas de colores, el diseño de Northwestern de hecho aumenta el rendimiento, dicen los investigadores, ya que el semiconductor cesio-estaño-yodo que reemplaza el electrolito líquido también absorbe la luz. "Nuestro material de hecho absorbe más luz que el color por sí mismo", dice Kanatzidis.

En un informe publicado en Nature la semana pasada, el equipo de Northwestern afirma que su celda convierte un 10,2 por ciento de la luz entrante en electricidad, muy por encima del 7 por ciento de eficiencia de las mejores celdas de color existentes en estado sólido. Sean Shaheen, un experto en energía fotovoltaica orgánica en la Universidad de Denver, dice que la eficiencia de la celda de Northwestern estaría más cerca de un 8 por ciento en condiciones estándar de medida. Pero Shaheen dice que todavía es un desarrollo importante para las celdas de tinte.
Kanatzidis dice que podría ser posible de comercializar el diseño si la eficiencia de las celdas puede ser empujado por encima del 11 por ciento. Esto es inferior del 12 al 16 % de eficiencia de los paneles solares comerciales de película delgada y muy por debajo de la eficiencia de paneles de silicio. Sin embargo, el coste de fabricación de las celdas basadas en colorantes también debería ser menor.   

El desarrollador solar australiano Dyesol está tratando de explotar los bajos costos de procesamiento para la comercialización convencional de la tecnología solar de color, incluido el electrolito líquido. Su estrategia es la integración de la celda solar basadas en colorantes en materiales de construcción como los paneles de vidrio de gran altura y chapas de acero para techos. Este mes de marzo, el socio de Dyesol de Corea del Sur en un joint-venture, Timo Tecnología, instalo paneles de vidrio en un edificio en Seúl. Y Dyesol se ha asociado con la india Tata Steel para desarrollar el revestimiento solar de color para cubierta de acero.
Damion Milliken, el investigador de Dyesol y gerente de desarrollo, insiste en que los electrolitos líquidos pueden estar contenidos. "Dyesol y otros han producido los dispositivos con una excelente estabilidad a largo plazo que han sido sometidos a pruebas aceleradas equivalentes a la vida de 25 años y más allá", dice Milliken. "La tecnología es comercialmente viable." 

Fuente: Technology Review, MIT.