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On-the-fly alterable thin-film solar modules for design driven applications

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Nuevas tecnologías para obtener un suministro flexible de energía solar

Las celdas CIGS (cobre-indio-galio-seleniuro), aparte de ser atractivas por ser flexibles físicamente, ofrecen la mayor eficiencia de conversión de entre todas las tecnologías comerciales de celda fotovoltaica de película delgada. En el marco de un proyecto financiado con fondos europeos se desarrollaron nuevos materiales y procesos que incrementan el número de aplicaciones posibles de las CIGS, permitiendo, por ejemplo, que se asienten —resultando casi invisibles— sobre superficies o ventanas curvas de edificios o claraboyas.

Energía

Los materiales fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) se han instalado a gran escala principalmente por motivos estéticos. Esta sorprendente propuesta de energía sostenible permite producir electricidad y sustituir algunos de los materiales de construcción convencionales. Existe una gran demanda de materiales de diferente forma, tamaño, color y grados de transparencia; y los productos existentes no son del todo satisfactorios. Tanto las formas como el rendimiento eléctrico de los módulos fotovoltaicos actuales son invariables. Aunque esta particularidad puede ser muy útil en el caso de las grandes plantas solares, también resulta costosa e ineficiente para edificios u otros sistemas que utilizan energía solar. El proyecto financiado con fondos europeos SOLAR DESIGN (On-the-fly alterable thin-film solar modules for design driven applications) abordó la necesidad de contar con celdas fotovoltaicas personalizadas que sean flexibles y fáciles de integrar, y para ello desarrolló materiales y procesos de fabricación novedosos. El objetivo del proyecto diseñó nuevas tecnologías de grabado e impresión a fin de crear módulos solares flexibles de interconexión monolítica. Los nuevos procesos de interconexión monolítica simplifican la producción de módulos de película delgada. Estos procesos no sólo permiten ajustar las propiedades eléctricas de los módulos al instante, sino también producir módulos fotovoltaicos totalmente personalizados en cuanto a tamaño, forma y tensión. Concretamente, el equipo aplicó este proceso sobre una lámina solar con una anchura de 330 mm, lo que permitía celdas solares curvas y patrones de interconexión con un radio no inferior a 10 mm. En las capas intermedias de sulfuro, el cadmio se sustituyó por otros materiales que son abundantes e inocuos como el acero inoxidable y la poliimida. También se crearon materiales encapsulantes delgados, flexibles y transparentes para proteger las porciones más sensibles de los módulos fotovoltaicos. La elección del material adecuado no sólo incrementa la durabilidad del módulo; también potencia el atrapamiento de la luz y, en consecuencia, la eficiencia del módulo. Aparte de para la construcción, estos módulos solares de alto rendimiento de película fina, ligeros y flexibles resultan muy interesantes para numerosas aplicaciones, como dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos. Se espera que SOLAR DESIGN fomente una comercialización a gran escala de los productos que utilizan energía solar que serán desarrollados y presentados en toda Europa.

Palabras clave

Celda fotovoltaica de película delgada, CIGS, material fotovoltaico integrado en edificios, SOLAR DESIGN, módulos solares

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