Celdas fotovoltaicas orgánicas e inorgánicas
Las celdas fotovoltaicas forman gran parte del mercado de las energías renovables gracias a su versatilidad, además de ser una de las principales alternativas para un futuro energético sustentable. Evitado de esta manera las emisiones de gases de efecto invernadero que causa el calentamiento global.
La IEA ( Agencia Internacional de Energía) estima que para el 2030 la producción de electricidad por parte de las energías renovables superará a la de carbón y se convertirá en la mayor fuente de energía mundial [2]. En la siguiente gráfica se compara el crecimiento de la energía solar fotovoltaica al de la energía eólica, hidroeléctrica y otros recursos de energía renovable. Se muestra que mientras el crecimiento de la fuente eólica y la hidroeléctrica se ven estancadas, la solar fotovoltaica continúa en aumento entre los años 2017-2022.
Celdas fotovoltaicas inorgánicas:
Las celdas fotovoltaicas inorgánicos se pueden instalar de forma residencial en techos o en el suelo en plantas de energía cuando se quiere producir a gran escala. Los sistemas inorgánicos más populares incluyen módulos de silicio mono y multicristalino, GaAs (arseniuro de galio) y CdTe (telururo de cadmio).
Los paneles fotovoltaicos de silicio tradicionales proporcionan energía con una eficacia energética relativamente alta, alrededor del 17%, teniendo una vida útil de 25 a 30 años y reduciendo costos de fabricación. Las películas delgadas fabricadas con CdTe, tienen costos de fabricación más bajos, pero son menos eficientes, por lo que requieren un vidrio más resistente y así conseguir que sean útiles por mayor tiempo.
Celdas fotovoltaicas orgánicas:
Los sistemas fotovoltaicos orgánicos contienen moléculas orgánicas o polímeros ajustados para absorber diferentes longitudes de onda de luz. Suelen ser delgados, ligeros y flexibles (según el sustrato), pero tienen bajas eficiencias aproximadamente del 5% y una vida útil corta alrededor de 5 años.
Debido a su ligereza, los sistemas fotovoltaicos orgánicos, como la instalación de Heliatek en una escuela en La Rochelle, Francia, se pueden instalar fácilmente paneles con adhesivo [1]. Algunos fabricantes crean paneles orgánicos semitransparentes, para aplicar en ventanas u otras partes de un edificio donde se requiera de luz, pero siguen siendo poco eficientes. Aunque actualmente su fabricación es costosa, se espera que los precios disminuyan haciéndolos más económicos que los paneles fotovoltaicos inorgánicos.
Aunque las celdas orgánicas tienen una vida útil más corta y son de menore eficiencia que las celdas inorgánicas, tienen la ventaja de ser flexibles incluyendo la posibilidad de reducir los costos de fabricación e instalación conforme a su tecnología valla mejorando. Estos sistemas son diferentes porque tienen distinta composición y estructura en los materiales. Mientras que la mayoría de los paneles solares actuales (las celdas fotovoltaicas inorgánicas) están constituidos por obleas de silicio quebradizo, por otro lado, las celdas fotovoltaicas orgánicas son fabricadas con polímeros y otros componentes flexibles.
Entre otras diferencias esta el costo de las celdas orgánicas e inorgánicas, las diferencias están en los costos de panel, la instalación y el mantenimiento. Es muy importante debido a que puede ocasionar accidentes con los paneles solares si no se sigue un procedimiento adecuado. Sin embargo, pese a posibles accidentes estos sistemas brindan grandes beneficios, comenzando con la producción de energía limpia y sus efectos positivos en la salud, debido a que puede reducir la contaminación.
Conclusión:
Es verdad que las celdas orgánicas e inorgánicas tienen ciertas desventajas, los orgánicos son de baja eficiencia y poca vida útil, por otro lado los inorgánicos son de fabricación complicada, pero cada sistema cumple con su función, solo se deben usar en los lugares óptimos. Las celdas fotovoltaicas orgánicos, por su flexibilidad y personalización de diseño, puede aplicarse en la construcción de sistemas fotovoltaicos integrados (BIPV).
Las celdas fotovoltaicas inorgánicas tienen mejor desempeño en las plantas de energía solar y en tejados. En el futuro, los materiales de fabricación serán más económicos contribuyendo en la producción de estos sistemas fotovoltaicos permitiendo que el uso de paneles solares sea lo más común. Con las investigaciones y pruebas, aumenta la eficiencia de los diferentes tipos de celdas solares, proporcionando más energía y mayores beneficios.
Referencias:
[1] Electrical Engineering Department California Polytechnic State University San Luis Obispo: Comparison of Organic and Inorganic Solar Photovoltaic Systems
[2] IEA: Renewables 2017
