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Investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (Conicet) estudian cómo desarrollar nuevas celdas solares más económicas que las actuales, a partir del uso de nuevos materiales.
Actualmente el equipo de investigadores produce estas celdas a escala de laboratorio, y para eso utilizan cien veces menos materiales que las celdas actuales. Según afirman, su producción es apta para la automatización y la producción masiva, aunque para eso hay que optimizar los procesos de preparación y sus propiedades eléctricas. En función de esos resultados podrán pasar luego a una escala piloto.
"La tecnología que estamos trabajando es la fotovoltaica de película delgada; creemos va a reducir los costos considerablemente y va a hacer que ya nadie dude que la energía fotovoltaica es competitiva y puede reemplazar a las energías convencionales", señaló el Dr. Román Buitrago, director del Grupo de Energías No Convencionales (Genoc) del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (Intec).
Hasta el momento, la tecnología fotovoltaica dominante es la que se llama de silicio mono y policristalino. Estos paneles, que son producidos y utilizados en el mundo, pertenecen a una "primera generación" que usa obleas de silicio de espesores que oscilan entre los 250 y 300 micrones (o milésimas de milímetro). Los que se producen a escala industrial y se comercializan son capaces de transformar el 18% o más de la energía recibida del sol en electricidad.
Si bien esta tecnología tiene una buena eficiencia de transformación, presenta desventajas. La principal es que la producción requiere alto consumo tanto de energía como de silicio de alta pureza -al punto que hay escasez mundial de silicio-, por lo que se dificulta su producción a gran escala.
En contraposición, las láminas de silicio requeridas para las celdas de película delgada apenas alcanzan uno o dos micrones de espesor. Esto se traduce en un significativo ahorro de los materiales constitutivos.
"La tecnología de película delgada tiene dos características interesantes: una que abarata los costos y la otra es que toda la tecnología es apta para la producción masiva. Se trata de un proceso de producción automático por lo que aumenta la velocidad de producción, llegando a una muy buena relación de potencia generada/costos de inversión", indicó el experto.
"Por sus ventajas industriales y el buen control de la calidad del producto que puede hacerse, nosotros pensamos que en los próximos cinco a diez años esta tecnología ya va a estar compitiendo con las primeras celdas", agregó.
Pero esto de no es el final del camino en materia de tecnología fotovoltaica, ya que los avances en la física permiten predecir una tercera generación basada en los nuevos materiales y la nanotecnología. Aunque ya hay prototipos que muestran que estos desarrollos son posibles, queda mucho trabajo por delante.
El Genoc trabaja desde hace 25 años en el desarrollo de materiales que pueden tener aplicaciones en la preparación y elaboración de celdas solares. Actualmente el desafío es obtener celdas de película delgada de silicio policristalino de alta eficiencia.
"Ahora estamos abocados a analizar en qué partes del proceso se están introduciendo errores, suceden fallas o contaminaciones para mejorar la eficiencia que hasta el momento es regular. Pretendemos obtener una celda de un centímetro cuadrado con una eficiencia por lo menos mayor al 11%", contó el investigador.
Una vez obtenido ese porcentaje de eficiencia puede realizarse un salto de escala a planta piloto donde se trabaje sobre un tamaño que pueda luego trasladarse a la producción industrial, por ejemplo, celdas de 30 por 30 centímetros. "La física no es lineal -señaló el especialista-; cuando se cambia la escala, van apareciendo nuevos problemas".
Un módulo fotovoltaico es una máquina convertidora de energía que está compuesto por un conjunto de celdas solares. Estas celdas -tanto las de primera como segunda generación- se fabrican con un material semiconductor, como es el silicio.
Cuando la radiación solar incide sobre la celda, se liberan partículas cargadas positiva y negativamente que fluyen a los extremos de las celdas que tienen polaridades opuestas generando corriente eléctrica. La energía generada por cada celda se puede acumular en baterías o entregar a la red eléctrica.
Mientras la demanda de petróleo crece en el mundo -de la mano del crecimiento de la población- disminuye el número de barriles producidos. Se estima que Argentina es capaz de autoabastecerse por un período no mayor a diez años.
Este panorama parece desolador por la gran dependencia de que tiene la matriz energética nacional de los combustibles fósiles. Es en este punto cuando las energías no convencionales se vuelven un punto crucial y estratégico.
"Hablar de una perspectiva de autoabastecimiento de ocho o diez años es nada, es mañana. Es el tiempo mínimo que tenemos para poner en marcha todo un proceso fabril de desarrollo de otras energías como la solar o la eólica", afirmó Buitrago.
Si bien la energía solar sola no es capaz de reemplazar totalmente las fuentes convencionales, si puede contribuir a un equilibrio energético junto con todas las otras energías limpias y renovables.
"Cada región tiene diferentes recursos para generar energía que deben combinarse para optimizar la producción; el desafío es utilizarlos a todos con inteligencia", afirmó el experto.