Investigadores de la UJI abordan el diseño, preparación y caracterización de materiales de bajo coste para la captación de energía solar

La utilización de energías renovables tiene entre sus principales inconvenientes los costes que requiere. Facilitar y abaratar el desarrollo de placas solares eficientes es el objetivo de la tesis “Preparación y estudio de películas delgadas con aplicaciones fotovoltaicas” presentada por Teodor Krassimirov en la Universitat Jaume I, en la que plantea la utilización de métodos de síntesis más rentables económicamente de compuestos a base de sulfuros (calcopiritas) como alternativa a los utilizados hasta el momento. El elevado interés de la investigación ha permitido que Krassimirov continúe profundizando en la utilización de estos materiales en uno de los institutos de investigación industrial más prestigiosos del mundo, el IBM T. J. Watson Research Center en Yorktown Heights, cerca de Nueva York, gracias a una beca postdoctoral que le ha concedido IBM. Asimismo, una parte de los resultados de la investigación han sido publicados en las revistas más prestigiosas en el campo de la química de materiales como Chemistry of Materials.

La obtención de películas delgadas para aplicaciones fotovoltaicas requiere procesos de síntesis que son costosos y que hay que optimizar, según explica Purificación Escribano, catedrática de Química Inorgánica y co-directora de la tesis junto con el profesor Juan Carda. “Nos planteamos proponer un proceso de síntesis alternativo, de bajo coste para la preparación de películas basadas en la estructura de la calcopirita ya que hasta ahora las placas solares son de silicio, que es un material que da una eficiencia alta pero que es costoso de obtener”, señala. Con el fin de plantear materiales más adecuados para el desarrollo de las películas que absorben la luz en las placas solares, Krassimirov amplió los estudios desarrollados en la UJI con estancias en el laboratorio alemán del Hahn-Metner-Institut de Berlín y en el Institute of Energy Conversion Delaware francés.

La investigación, destaca Escribano, ha permitido “aportar un material que se deposita como película y con aplicaciones en sistemas para almacenamiento de energía fotovoltaica con una eficiencia importante. Se ha propuesto un método menos costoso, en el que se tendrá que seguir trabajando para optimizarlo pero, sin duda, se ha dado un paso importante”. Por su alto rendimiento y estabilidad, las tecnologías a base de calcopiritas se consideran muy prometedoras para una producción de módulos fotovoltaicos a gran escala con un menor coste, lo que abre un camino viable para una industria fotovoltaica capaz de responder a las necesidades globales.

Asimismo, la posibilidad de utilizar capas finas para módulos fotovoltaicos “es muy atractiva por el enorme ahorro de materiales costosos y la simplificación del proceso de fabricación. Al mismo tiempo, el aspecto homogéneo y elegante de estos módulos, así como la libertad de formas y diseños que permite, los hacen muy atractivos para una integración arquitectónica”, según se destaca en la tesis.

La investigación aborda parte de los retos tecnológicos y científicos a los que se enfrenta una de las energías renovables con mayor potencial como es la solar. No obstante, Escribano recuerda que “la energía más limpia es la que no se consume y el mejor residuo, el que no existe”. La tesis, que obtuvo la calificación de Sobresaliente Cum Laude por unanimidad y la mención de Doctorado Europeo, se enmarca en el trabajo desarrollado por el grupo de Química del Estado Sólido dirigido por Escribano, caracterizado por su compromiso con el medioambiente y su apuesta por desarrollar investigaciones “para conseguir una sociedad más limpia y más respetuosa. En este sentido y como químicos y químicas que somos, trabajando desde la investigación de la síntesis de materiales”.