Foto 1. Un pequeño pedazo de un prototipo de lona solar. Fuente: Universidad de California San Diego. (CC BY-ND).

Si bien los semiconductores orgánicos se conocen desde la década de los 70, la investigación para capturar electricidad usando estos polímeros es relativamente reciente. Aunque generalmente su eficiencia para la generación de electricidad es menor a la de sus contrapartes inorgá- nicas, ofrecen una serie de ventajas que podrían superar dicha deficiencia.

En la actualidad, los paneles solares fotovoltaicos se fabrican principalmente de silicio, elemento rígido y frágil que implica ciertas restricciones a su instalación, dadas su debilidad mecánica, su peso y las dificultades asociadas a su transporte, especialmente en regiones, donde su uso es altamente apreciado. Por ello, ya hay varios investigadores alrededor del mundo trabajando para superar estas dificultades.

Un ejemplo es Darren J. Lipomi, del Departamento de Nanoingeniería de la Universidad de California, San Diego, quien lidera un equipo de investigación para desarrollar una nueva generación de paneles solares, los que “serían tan eficientes como un panel de silicio, pero delgados, livianos y flexibles”, afirma el investigador en un artículo para The Conversation (1).

“Esta clase de dispositivos, la que llamamos una ‘lona solar’, podría extenderse hasta el tamaño de una habitación y generar electricidad a partir del sol, y podría doblarse hasta el tamaño de un pomelo y guardarse en una mochila hasta 1.000 veces sin romperse. Si bien se han realizado algunos esfuerzos para hacer que las celdas solares orgánicas sean más flexibles simplemente haciéndolas ultrafinas, la durabilidad real requiere una estructura molecular que haga que los paneles solares sean flexibles y resistentes”, explica en el mismo texto.

Estas lonas solares permitirían, por ejemplo, generar electricidad de modo rápido en campamentos de emergencia o de refugiados en países del Tercer Mundo. Sin embargo, a futuro, el científico espera identificar nuevas formas para crear materiales con buenas propiedades semiconductoras y la durabilidad que tienen los plásticos, sin importar si son flexibles o no. “Esto será clave para mi idea de una lona o manta solar, pero también podría llevar a materiales para techos, baldosas para exteriores o tal vez incluso para superficies de carreteras o estacionamientos”, concluye.

Otra aplicación de los semiconductores orgánicos en el campo fotovoltaico, son celdas solares transparentes. “En el laboratorio en el que trabajo, diseñamos y probamos nuevas moléculas pequeñas que tienen propiedades muy específicas, como transformar un simple panel transparente en una ventana, pantalla y panel solar”, indica Kerry C. Rippy, del Grupo de Investigación Strauss-Boltalina sobre Química Inorgánica, Analítica y de Materiales, de la Universidad Estatal de Colorado, en otro artículo para The Conversation (2).

“Nuestro material aprovecha el hecho de que una ventana solo necesita transmitir luz visible por el hombre; en mi laboratorio, podemos hacer moléculas que solo absorben la luz UV y la luz infrarroja, longitudes de onda de luz que nuestros ojos no ven”, agrega. “Es cierto que nuestro método no captura absolutamente toda la energía de la luz solar, pero está bien. La cantidad de energía solar que llega a la Tierra cada hora es más de lo que la humanidad usa en un año”.

Con los avances descritos por esta investigadora, sería posible no solo transformar grandes extensiones de vidrio usados en ventanas en paneles fotovoltaicos, sino también aumentar la eficiencia de las tecnologías tradicionales. “Empresas que venden paneles solares orgánicos, e incluso ventanas con paneles solares orgánicos, están recién partiendo. Los esfuerzos de investigación en curso, como el mío, tienen como objetivo optimizar las propiedades de estos materiales, aumentar su eficiencia y hacerlos más duraderos”, sostiene.