Ciencias Naturales: Ciencias de la Vida
Científicos andaluces aumentan la eficiencia de un tipo de célula solar con sales iónicas
Científicos de la Universidad Pablo de Olavide, encabezados por Juan Antonio Anta, del Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales, trabajan en la optimización de un tipo de célula fotovoltaica (célula de Grätzel), que imita de forma artificial el proceso de la fotosíntesis, dentro del proyecto Consolider HOPE (Dispositivos optoelectrónicos y fotovoltaicos híbridos para energía renovable), proyecto financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación.
Los investigadores de la UPO Elena Guillén, Juan Antonio Anta y Pablo González.
Las células de Grätzel son dispositivos fotovoltaicos que aprovechan la interacción de un semiconductor estructurado con unas dimensiones inferiores al nanómetro y un colorante orgánico que hace las veces de captador solar. Este colorante, según señala Elena Guillén, miembro del grupo Coloides y Celdas Solares Nanoestructuradas de la UPO, puede ser tanto sintético como natural, e incluso permite el uso de la clorofila para este tipo de células.
Así, los investigadores de la UPO han iniciado un estudio con el que pretenden mejorar la eficiencia de estos componentes orgánicos (basados en eosina o mercurocromo) con la introducción de sales iónicas, los conocidos como disolventes verdes, buscando evitar la evaporación de los compuestos líquidos y la consecuente pérdida de eficiencia.
Las sales iónicas, según estudios previos, son menos volátiles. Y es esta característica la que el grupo encabezado por el profesor Anta pretende explotar. “Pese a su estado líquido, este tipo de disolventes presenta una viscosidad alta, por lo que en los próximos meses vamos a seguir con el estudio trabajando en distintas alternativas dentro de los líquidos iónicos, su síntesis, etc.” señala Elena Guillén a Andalucía Investiga.
Pros y contras de la nueva generación
Aunque ya están puestas a la venta algunas células solares de tercera generación (por ejemplo, para la recarga de teléfonos móviles), su utilización práctica es anecdótica, según los investigadores. Sin embargo, por sus características de flexibilidad y variedad de colores y formas, el futuro de estas celdas está en nuevos nichos de mercado que pasan por la decoración o por su uso en ventanas de colores que, mientras dejan pasar la luz, aprovechan para generar electricidad.
Por otro lado, a la rápida recuperación del coste energético de la producción -se estima que en un año de uso- se le suma un bajo coste con respecto a los materiales. “Lo orgánico, normalmente, suele ser más barato”, afirma la investigadora, pese a que aún se sigue trabajando en la búsqueda de un colorante orgánico alternativo al usado actualmente, derivado del rutenio.
“La paradoja está en que, si usas estas celdas porque su punto competitivo frente al silicio es que son más baratas y ampliamente disponibles, pero utilizas como colorante uno basado en material precioso, ¿cuál es la ventaja?” apunta Elena Guillén.
Por el contrario, los investigadores encuentran que es una tecnología relativamente nueva -se inventó en 1991 este tipo de celda- a la que todavía le queda mucho para desarrollarse. Además, el máximo de eficiencia en un laboratorio sólo del 11%, que es competitivo, pero cuando se extrapola a escala industrial, disminuye.
El principal reto tecnológico actualmente está en el problema de la degradación de las celdas. “Si usas un colorante orgánico, éste puede degradarse por la acción de la luz solar, disminuyendo su periodo de vida con respecto a las celdas de silicio. Por otra parte, en nuestro grupo trabajamos en uno de los aspectos fundamentales de la mejora de la estabilidad de las celdas: evitar el uso de medios líquidos que puedan presentar problemas de evaporación, entre otros, donde nuestra apuesta, como hemos comentado, está en las sales iónicas”, subraya la investigadora.
