Celdas solares orgánicas: Una alternativa
Las celdas solares además denominadas celdas fotovoltaicas, captan la radiación solar y la convierten en electricidad, tomando en cuenta al sol como una fuente inagotable de energía. Actualmente las celdas solares fundamentadas en materiales inorgánicos como por ejemplo el silicio tienen el más grande desarrollo tecnológico para la conversión de energía solar en corriente eléctrica. Aun cuando esta tecnología fue bastante eficaz, además muestra una enorme limitante al instante de suministrar a la población ya que se requieren elevados precios de construcción además de que al concluir su historia eficaz se transforman en desperdicios que no requerimos. Actualmente esta clase de celdas solares son las que se hallan en los domicilios, organizaciones o en la mayor parte de los sitios donde se cuenta con el aprovechamiento de la energía del sol para crear electricidad. Como una opción se han diseñado dispositivos fotovoltaicos con una o más capas de materiales orgánicos, compuestos a base de carbono; los cuales además muestran ventajas como por ejemplo: semi-transparencia, flexibles, ligeras, portátiles, bajo efecto ambiental, simple incorporación en otros productos y precios de construcción de manera significativa menores comparativamente con tecnologías inorgánicas. A dichos dispositivos se les conoce como celdas solares orgánicas.
Cómo funcionan las celdas solares orgánicas
Las células solares orgánicas (OPV) se dividen en tres tipos: tipo molecular, tipo polímero orgánico y tipo híbrido, entre ellos, los polímeros orgánicos semiconductores son los más utilizados. El uso de sustratos plásticos, ya sea naftalato de polietileno (PEN) o tereftalato de polietileno (PET), también facilita la fabricación continua y reduce los costos de producción.
Las células fotovoltaicas orgánicas (OPV) se basan generalmente en mezclas de heterounión en masa (BHJ), que se obtienen mezclando polímeros semiconductores orgánicos ricos en electrones con fullerenos en un disolvente orgánico, y los fullerenos se reducen fácilmente. Esta mezcla de donante-aceptor de electrones que se ha colocado en una celda solar es fotoactiva y, cuando recibe radiación solar, produce un estado excitado llamado excitón, que está formado por pares de huecos y electrones. Este se separa en electrones y huecos en presencia de un campo eléctrico generado por los electrodos, generando una corriente.
El procedimiento de deposición de estas cintas es por medio de solución líquida, una adecuada similitud podría ser la impresión de tinta sobre papel, de la misma forma que tienen la posibilidad de imprimir dichos dispositivos fotovoltaicos orgánicos, lo cual abre la probabilidad de producción en masa, tienen la posibilidad de implementarse en mochilas, ropa, dispositivos portátiles a casi cualquier área que puedas imaginar, como ventanas, que tienen la posibilidad de regular la ingreso de luz y calor, y son energéticamente autónomas.
Los campos de aplicación por el instante resultan muy escasos y esto se debería en gran medida a su tiempo de vida y su eficiencia, en la actualidad hay prototipos tales como mochilas que incorporan esta clase de celdas y que solo sirven para proveer de energía a cargas pequeñas como celulares, pequeñas lámparas etcétera. Además son usados en inmuebles y cumplen un doble objetivo sirven de ventana y además producen energía eléctrica además de contribuir con la estética del inmueble debido a que tienen la posibilidad de ser de diversos colores e inclusive transparentes.
Las celdas OPV son flexibles y delgadas y poseen un campo de aplicación prometedor si mejoran todavía más su eficiencia y se extiende su tiempo de vida, además es fundamental nombrar que a lo largo de su proceso de construcción no producen varios contaminantes como las celdas convencionales de silicio.
Ventajas de las celdas solares orgánicas
- Pueden ajustarse a cualquier área, ya que son flexibles.
- No son tan frágiles, lo cual permite su mantenimiento.
- Sus residuos no suponen tanto efecto negativo al medio ambiente como las celdas de silicio.
- Su instalación y transporte es fácil, debido a que son ligeras.
- Son más susceptibles a la luz difusa e indirecta, de manera que es viable obtener más grande número horas de aprovechamiento al cabo del año.
- Tienen la posibilidad de funcionar en aguantes transparentes, lo cual las hace ideales para instalarlas en ventanas de inmuebles o de automóviles solares (uno de los inventos que funcionan sólo con energía solar).
- Las materias primas y el proceso de construcción son muchísimo más económicos. Tienen la posibilidad de llegar a obtener inclusive por impresora.
- La reducción de los costos de la tecnología solar la hace más competitiva con lo demás de fuentes de energía y, a la vez, más accesible a todo el planeta.
- Además de ser recursos eléctricos, son magnéticos; lo cual involucra que por medio de la aplicación de campos magnéticos externos tienen la posibilidad de cambiar la corriente eléctrica que producen.
Desventajas que considerar
- Se degradan muy rápido.
- Su estabilidad es poca.
La solución es evitar que el oxígeno y el agua reduzcan la vida de los materiales orgánicos. Una vez superado este inconveniente, las células solares orgánicas cambiarán por completo el campo de la energía solar fotovoltaica.
Fuentes:
