Innovación en la energía solar

¿Te imaginas que el quemacocos de tu auto te ayude a mejorar la autonomía de su batería o que las ventanas de un edificio generen la electricidad que necesita para funcionar? Eso se podría lograr gracias a las Celdas Solares Orgánicas (CSO).

Según la organización Global Footprint Network (GFN), los recursos totales del 2019 fueron consumidos el 29 de julio, agotando casi 6 meses antes el presupuesto de recursos naturales del año. Esto provoca la urgencia por encontrar nuevas formas de reducir nuestra huella de carbono e innovar en nuevas formas de obtención energética con los recursos renovables.

Las celdas solares a base de silicio cuentan con una buena relación eficiencia/costo, sin embargo tienen un problema en las posibilidades de su geometría, limitando sus posibles aplicaciones tanto prácticos, como estéticos. Como alternativa para la obtención de energía solar, se ha estado trabajando en las CSO. Estas son llamadas orgánicas debido a que son moléculas principalmente de carbono unidas de forma repetitiva (polímeros), tal como en una cadena, mezclados con moléculas de carbono muy pequeñas con forma de balón de fútbol, llamados fulerenos. Después del procesamiento químico, se obtiene una solución parecida a una "tinta", la cual se debe de colocar sobre un substrato y así formar la celda solar.

Gracias a su estado, tenemos la posibilitad de usar distintas técnicas de fabricación, en donde la "tinta" se puede depositar por por inmersión, centrifugado o litografía sobre el substrato, obteniendo capas activas con grosores al rededor de los 200nm, permitiendo la obtención de celdas flexibles, semitransparentes y de formas complejas. Esto nos abre un mundo de posibilidades para su aplicación, en donde las ventanas de un edificio pueden proporcionar la energía que este necesita y al mismo tiempo cubrir de los calurosos rayos del sol sin oscurecer las oficinas, recargar la batería de un auto eléctrico usando parte de su techo, e incluso usar esculturas de la cuidad como pequeñas plantas eléctricas.

Las CSO y las celdas de silicio no deben de ser tomadas como competencia, sino como complementaras para aprovechar la vasta energía que nos proporciona nuestro sol. Si bien esta tecnología aun debe de seguir mejorando para alcanzar mejores eficiencias, llegará a ser una gran alternativa que permitirá disminuir la huella de carbono que dejamos en nuestro mundo y así, dejarle un mejor mundo a nuestras futuras generaciones.

Si quieres conocer mas y de forma más técnica el funcionamiento y fabricación de estas celdas, dejo las referencias de algunos artículos sobre este tema, fueron escritos por o en colaboración de quienes fueron mis asesores de tesis en CIQA Saltillo.

• D. Meza et al., “Synthesis and photophysical and supramolecular study of π-conjugated (diethylene glycol methyl ether) benzoateethynylene oligomers and polymers,” Polym. Chem., vol. 6, no. 9, pp. 1639–1648, 2015.
• G. Castruita et al., “Synthesis , optical properties and supramolecular order of p -conjugated,” J. Mol. Struct., vol. 936, no. 1–3, pp. 177–186, 2009.
• E. Arias-Marin et al., “Amphiphilic Phenylene - Ethynylene Oligomers in Langmuir - Blodgett Films . Self-Assembling Multilayers for Electroluminescent Devices,” no. 9, pp. 4309–4318, 2000.