Energías renovables & Eficiencia energética

"Las kesteritas contribuirán en un futuro cercano a crear módulos fotovoltaicos de capa fina eficientes y más económicos"

  • "Hemos podido lograr grandes avances y conseguir eficiencias de entre el 10 y el 12% en laboratorio".

El Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) es uno de los centros de investigación de referencia del gobierno catalán en materia de energías renovables. Uno de los proyectos que lidera es STARCELL, al frente del cual está el equipo que coordina el Dr. Edgardo Saucedo. Hemos hablado con él para conocer en qué consiste.

¿Cuáles son las principales líneas de investigación del IREC?

El instituto cuenta con varios grupos que se dividen en dos grandes áreas: el área de materiales avanzados para energías renovables, por un lado, y el área de eficiencia energética, por otro. El grupo que dirijo está adscrito a la primer área y está centrado fundamentalmente en el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas emergentes.

Se han ocupado de la coordinación del proyecto STARCELL. ¿En qué consiste?

STARCELL es un proyecto enmarcado en el programa H2020 que acaba de finalizar. Su trabajo se ha basado en investigar el potencial de nuevos materiales y tecnologías de capa fina para su uso en placas fotovoltaicas. Hasta ahora, el material más empleado en este tipo de productos es el silicio, que es excelente y ofrece unas prestaciones muy altas en muchas aplicaciones, pero que requiere de tecnologías complementarias para otras.

De ahí que se opte por las tecnologías de capa fina..

Así es. Las tecnologías de capa fina permiten absorber la luz y convertirla en energía eléctrica utilizando muy poco material lo que las hace compatible con propiedades como flexibilidad y ligereza. Estas propiedades pueden ser muy ventajosas ya que permiten colocar placas de este tipo en estructuras ligeras, como centros comerciales, naves industriales o aeropuertos. Sin embargo, estas alternativas tienen un problema claro.

¿Cuál es?

Las tecnologías comerciales de capa fina que se emplean habitualmente se basan en materiales como el telururo de cadmio o el CIGS (cobre indio galio selenio), que contienen elementos como el In, el Ga y el Te, que la Comisión Europea ha clasificado como críticos por su escasa abundancia en la corteza terrestre y, en consecuencia, son muy caros. El proyecto STARCELL está impulsado por la Comisión Europea para encontrar otras alternativas y, en nuestro caso, nos hemos centrado en las kesteritas.

¿Qué son las kesteritas?

La intención del proyecto STARCELL es desarrollar materiales que puedan ser utilizados en el mundo de la energía fotovoltaica a partir de elementos abundantes en la corteza terrestre, lo que les hará accesibles y más económicos. Las kesteritas son una familia de materiales formados por tres metales (cobre, zinc y estaño) y con azufre y selenio. Son la base con la que hemos trabajado durante los años de duración del proyecto.

¿Qué balance se puede hacer de ese trabajo?

Hay que pensar que hablamos de un proyecto focalizado en desarrollar una tecnología inmadura y compleja. Sin embargo STARCELL ha contribuido enormemente a entender mejor las propiedades de las kesteritas, las ventajas y desventajas que ofrece y, sobre todo, resolver los desafíos que plantea el material. Y se trata de un material complejo porque está formado por varios átomos, lo que dificulta todo ese proceso. En cualquier caso, hemos podido lograr grandes avances y conseguir eficiencias de entre el 10 y el 12% en laboratorio.

¿Con la idea de trasladarlo a entornos productivos?

El reto es a medio-largo plazo, pero de momento hemos estudiado las propiedades del material y hemos progresado mucho para demostrar que el escalado industrial es viable. También hemos demostrado que la durabilidad de las kesteritas puede ser comparable a las alternativas comerciales que existen hoy. Por otra parte, todo el proyecto STARCELL ha partido de un enfoque que tiene en cuenta los principios de la economía circular, de manera que hemos planificado el futuro reciclado de todos los componentes de un módulo fotovoltaico elaborado con este material.

¿Va a tener continuidad el proyecto?

STARCELL formaba parte del programa H2020, de modo que ha finalizado ya. De todos modos, varios de los grupos que hemos participado en él hemos presentado ya a la Comisión Europea nuevos proyectos que vayan un paso más allá y que encaminen lo obtenido hacia la industrialización. De hecho, tenemos módulos trabajando de forma experimental en un parque fotovoltaico de Córdoba desde hace 9 meses y su comportamiento a la intemperie está siendo muy bueno. Se trata de una prueba en entorno real que nos permitirá evaluar su rendimiento y durabilidad a largo plazo.

¿Quiénes han participado en el proyecto STARCELL?

Bajo la coordinación del IREC, en STARCELL han participado centros de investigación, universidades y empresas de diversos países y sectores. En el proyecto han colaborado socios españoles (la empresa Wirec de reciclado y la ingeniería Ayesa), franceses (el CEA y el IMRA), suizos (EMPA), suecos (la universidad de Uppsala y Midsummer), británicos (Imperial College London) y alemanes (Helmholtz Zentrum Berlin y la universidad Martin-Luther de Halle-Wittenberg). Cabe destacar que una de las singularidades del proyecto es que se ha abierto a la colaboración de dos socios no europeos, como son el principal centro tecnológico japonés (el Advanced Industrial Science and Technology, AIST) y la universidad norteamericana de Duke.

El objetivo final de un proyecto así es la aplicación de esta tecnología..

Así es. Los módulos solares con kesteritas y tecnologías de capa fina ofrecen una gran ventaja en términos de eficiencia y coste, pero también funcionales y estéticos. Hoy existe la posibilidad de aplicarles color, semitransparencia e incluso hay grupos trabajando ya en módulos transparentes, lo que ampliará enormemente el abanico de aplicaciones a la hora de integrar la tecnología renovable fotovoltaica en la edificación.

Más información de IREC: 

Más información de Starcell: 

 

IMPORTANTE A PONER CON LOS LOS LOGOS

"The research leading to these results has received funding from the European Union's H2020 Programme under Grant Agreement nº 720907 – STARCELL"

 

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