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Un estudio de la corteza terrestre para logra progresos en tecnología fotovoltaica segura

El desarrollo de tecnologías fotovoltaicas sin materias primas fundamentales es primordial para Europa. Un equipo financiado con fondos europeos trabaja en el desarrollo de tecnología que evita el empleo de todos los elementos señalados como materias primas fundamentales por la Comisión Europea.

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Tecnologías industriales
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STARCELL se creó para mejorar el desarrollo de tecnología fotovoltaica de película delgada basada exclusivamente en materiales abundantes en la corteza terrestre. Esta labor es fundamental ya que las principales tecnologías fotovoltaicas disponibles en el mercado contienen al menos un elemento que la Comisión Europea considera en riesgo elevado de escasez de suministro, esto es, materias primas fundamentales. El iridio es uno de estos elementos, y su empleo es generalizado en la industria de semiconductores y la fabricación de recubrimientos. En el proyecto se dieron cita varios institutos punteros de Europa a la vanguardia de este tipo de tecnología. En conjunción con socios de Japón y los Estados Unidos, STARCELL trabaja «en la identificación y resolución de problemas fundamentales que limitan hoy en día la eficiencia de conversión de dispositivos de celda fotovoltaica», informa el doctor Edgardo Saucedo, coordinador del proyecto. Facilitar la transición a las materias primas con bajo riesgo de escasez de suministro Las materias primas objetivo del estudio pertenecen a un grupo de semiconductores denominado kesteritas y están formadas por cobre, cinc, estaño, azufre y selenio. Estos elementos tienen riesgo bajo de escasez de suministro para Europa. La kesterita también tiene propiedades similares a otra familia de materiales importantes para la industria fotovoltaica, las calcopiritas. «Así se garantiza que la mayoría de las fábricas productoras de Cu(In,Ga)(S,Se)2, la tecnología fotovoltaica de película delgada más importante para Europa, puedan cambiar a la kesterita o complementar su producción con ella», informa el doctor Saucedo. STARCELL se propone lograr eficiencias del orden del 15 al 18 %. El coordinador del proyecto explica: «Son todo un reto para estas tecnologías, pero muy competitivas si se tiene en cuenta que la kesterita se genera a partir de materiales relativamente baratos, lo cual puede influir enormemente en la reducción de costes de las tecnologías fotovoltaicas». Retos y limitaciones a la eficiencia de conversión De todos los resultados obtenidos en STARCELL, el doctor Saucedo admite que el más importante sería «la combinación de modelización de materiales, síntesis a medida y caracterización avanzada para identificar los mecanismos más relevantes que impiden lograr una mayor eficiencia en la conversión de los dispositivos de celdas fotovoltaicas». Las tecnologías basadas en dopaje y aleación también están resultando útiles. «De este modo, se logran eficiencias reproducibles en el rango de entre un 11 % y un 13 % en el desarrollo de tecnologías innovadoras», explica Saucedo. Añade que este tipo de progresos facilitarán que, para la conclusión del proyecto en 2019, la kesterita se sitúe en el nivel cinco de preparación tecnológica. «Son muchos los retos aún por resolver en este material complejo y fascinante», continua el coordinador, para añadir que la mayoría están relacionados con el estudio de las limitaciones a la eficiencia más relevantes. No obstante, «todos estos retos se están estudiando con denuedo en STARCELL». El futuro de la tecnología La tecnología de STARCELL podría influir a largo plazo en la consolidación de una industria fotovoltaica estratégica en Europa. El doctor Saucedo explica esto con mayor detalle: «Al no depender en absoluto de materias primas fundamentales, la kesterita es compatible con la fabricación en serie de módulos fotovoltaicos sin limitaciones materiales, lo cual reduce los riesgos de escasez de suministro para el sector». Los beneficios también los notaría la ciudadanía europea. El acceso a una tecnología fotovoltaica completamente sostenible que pueda fabricarse en Europa aumentará la seguridad energética, creará empleos de alta calidad y contribuirá a mejorar la percepción de la sociedad en cuanto a la producción de energía respetuosa con el medio ambiente. El trabajo futuro del proyecto también se dedicará a «generar la información relevante para el aprovechamiento y la comercialización de la tecnología».

Palabras clave

STARCELL, fotovoltaico, kesterita, materia prima fundamental, tecnología fotovoltaica, eficiencia de conversión, celda fotovoltaica, riesgo bajo de escasez de suministro, módulos fotovoltaicos

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