¿El futuro de la energía fotovoltaica? Desarrollan células solares orgánicas estables basadas en madera

La investigación en el campo de las energías renovables va a toda prisa en la búsqueda de soluciones más eficientes, flexibles y económicas. La energía solar es una de las que más avances cuenta en los últimos años y en la que más mimo están poniendo investigadores de todo el mundo.

Gran parte de los recursos destinados al desarrollo de futuras tecnologías van encaminados a probar nuevos materiales que permitan reducir la dependencia de los utilizados actualmente y que corren el riesgo de agotarse o que, simplemente, son menos eficientes en su producción.

Ya hemos hablado alguna vez aquí de la lignina, un polímero presente en la madera y que actúa como aglutinante natural, además de ser una fuente natural de carbono. Este componente podría convertirse en uno más en la fabricación de baterías para coches eléctricos, como está probando ya Northvolt.

Ahora, también en Suecia, hemos conocido que los investigadores de la Universidad de Linköping y del Real Instituto de Tecnología KTH están trabajando con la lignina para crear células solares orgánicas «eficientes, fiables, económicas y ecológicas».

¿Qué son las células solares orgánicas?

Las células solares orgánicas llegarán en el futuro a donde no lo hagan las actuales de silicio: son células más versátiles que la energía solar convencional, más livianas y flexibles. Esto les permite alcanzar aplicaciones de todo tipo donde sea necesario crear energía, incluso en interiores, como los textiles, dispositivos electrónicos personales, edificios, vehículos…

La diferencia fundamental está en el material semiconductor que se utiliza: las células tradicionales utilizan silicio, mientras que las células solares orgánicas utilizan un compuesto a base de carbono como semiconductor. Además, existe una gran oferta de materiales que se pueden usar para estas células solares orgánicas.

Entre sus inconvenientes están su peor eficiencia máxima respecto a las de silicio (18 frente al 23 por ciento, aproximadamente), la seguridad en su fabricación o su menor vida útil. No obstante, esta tecnología está todavía está en desarrollo.

Células solares orgánicas basadas en madera

Las células solares orgánicas están ganando en interés en los últimos tiempos por las ventajas antes comentadas. Sin embargo, la mayoría están hechas de plástico o polímeros derivados del petróleo, por lo que su sentido ecológico se ve un poco perturbado en este sentido.

La investigación de la Universidad de Linköping, publicada en la revista científica Advanced Materials, utiliza directamente la pulpa de madera, lignina kraft o «cruda» para su desarrollo. Este consiste en una célula solar orgánica en la que parte de la capa de transporte de electrones conectada al cátodo está hecha con este material.

«La ventaja de la lignina kraft es que tiene la capacidad de crear muchos enlaces de hidrógeno, lo que ayuda a estabilizar la célula solar», afirma Qilun Zhang, ingeniero de investigación principal de LOE.

La idea de los investigadores, no obstante, es utilizar la lignina kraft de forma casi entera en la célula solar orgánica en el futuro. Este es un primer paso, dado para que esta solución pueda reemplazar, por ejemplo, a las baterías de sensores y de dispositivos de bajo consumo, pero que podría llegar a aplicaciones más amplias, como el suministro de energía pura.

«Queremos construir células solares eficientes, fiables, económicas y respetuosas con el medio ambiente. Este estudio nos permite demostrar que esto es posible y es un primer paso hacia la sustitución de los materiales actuales basados ​​en petróleo por alternativas basadas en madera», reconoce Mats Fahlman, profesor del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping.

Anteriormente, los estudios de este centro habían utilizado materiales basados en madera químicamente modificados. Ahora, han usado la versión «cruda» de este material, extraído directamente de la madera en el proceso de fabricación del papel.

«Las células solares orgánicas nunca serán las más eficientes. Pero su ventaja es que no son tóxicos, son sostenibles y baratos. Si tienen una eficiencia del 15 al 20 por ciento, eso es más que suficiente para la mayoría de aplicaciones», remata Mats Fahlman.

Fuente: Universidad de LinköpingFotos: Thor Balkhed / Freepik