Células Solares Autoadhesivas

La fabricación de células solares de película delgada (Thin-Film Solar Cells – TFSCS) sobre sustratos diferentes al silicio y al vidrio, ha sido siempre un reto para los desarrolladores de este tipo de tecnología.  Un grupo de investigadores de la Universidad de Standford, afirma haber logrado un tipo de célula solar que se pude aplicar sobre cualquier superficie, del mismo modo que lo harías con un autoadhesivo. Las rígidas obleas de Silicio están dando paso a las nuevas TFSCS que podrán ser pegadas en cualquier lugar, adoptando cualquier forma. Descúbrelas en este artículo.

Cualquier tipo de sustrato “no convencional”, no es adecuado para la fabricación de una célula solar debido a que los soportes deben poseer una elevada tolerancia a las temperaturas que intervienen durante el proceso químico de fabricación y una rugosidad mínima para lograr un producto final tan plano como sea posible. Este nuevo sistema de “pelar y pegar” permitirá colocar éstas células solares autoadhesivas sobre cualquier superficie, independientemente de su rigidez, curvatura y sin importar el tipo de material de soporte. De este modo, las posibilidades de ubicar una célula solar sobre lugares tan insólitos como un tanque cilíndrico de agua o hasta en las tuberías de un colector solar, dejarán de ser una quimera y pasarán a ser una posibilidad concreta. Antes, era necesaria una superficie plana para soportar una célula solar en forma segura; ahora, los investigadores de la Universidad de Standford nos presentan un método que puede cambiar las posibilidades acotadas que poseían algunos elementos para ser portadores de una célula solar útil para su funcionamiento, por ejemplo, la cubierta de un teléfono móvil.

A diferencia del estándar de células solares de película delgada, el nuevo proceso no requiere fabricación directa sobre un sustrato final, como mencionamos antes de vidrio o silicio. En este caso, una película de 300nm de níquel (Ni) se deposita sobre una oblea de silicio/dióxido de silicio (Si/SiO2) en la que las células solares de película delgada se depositan utilizando una técnica estándar de fabricación. Luego de esto, se cubre con una capa protectora de polímero que posee propiedades de liberación térmica, es decir, que a determinada temperatura podrá despegarse de la célula solar, sirviendo así como un soporte de transferencia temporal para este tipo de células solares de película delgada. El proceso de colocación y/o instalación consiste en remojar la estructura en un baño de agua, durante el cual la película de liberación térmica se desprende ligeramente, permitiendo la penetración del agua en el Ni y el SiO2, lo que facilita su separación y el desprendimiento de la película delgada de las células de la oblea de Si/SiO2. Cuando las células solares están listas para ser aplicadas a una superficie, la película (de liberación térmica) que sirve de soporte,  se calienta a 90°C durante unos pocos segundos para debilitar la firmeza del material adhesivo y permitir su manipulación si riegos. Luego de esto, las células se pueden aplicar a múltiples superficies, incluyendo plásticos, papel, vidrio, láminas de metal y productos textiles, tal como si estuvieras manipulando adhesivos comunes.

Las pruebas iniciales de laboratorio han demostrado que las células de película delgada construidas bajo estos parámetros permanecen completamente intactas y funcionales, sin percibir  significativas pérdidas de eficiencia, respecto de la célula original (eficiencia 7,5%). Más allá de su aplicación en celdas solares tradicionales, los investigadores creen que el proceso podría aplicarse a casi toda la electrónica de capa fina, incluidos los circuitos impresos (PCB), las pantallas de transistores (TFT) ultra-delgadas y la tecnología LCD.