El grupo de Simulación, Caracterización y Evolución de Materiales de la Universidad de Cádiz, que encabeza el profesor Joaquín Martín Calleja, es el responsable de este trabajo que puede detectar, a nivel micrométrico, todos los errores existentes en una placa solar, por lo que podría influir de forma importante en el rendimiento global de esta célula.
Un grupo de investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) ha diseñado un nuevo sistema de mapeo para el estudio de superficies fotovoltaicas que puede detectar, a nivel micrométrico, todos los errores existentes en una placa solar, por lo que puede influir de forma importante en el rendimiento global de esta célula.
Es decir, el equipo que encabeza el profesor Joaquín Martín Calleja ha encontrado la metodología para detectar los fallos existentes en las placas solares, algo que ayudaría notablemente a encontrar la causa de estos errores de fabricación para que puedan ser subsanados y el rendimiento global de la placa sea mayor.
Este dispositivo pone de manifiesto que las células solares presentan irregularidades en su funcionamiento dependiendo de la zona de la superficie que se analice. Estas deficiencias afectan de forma negativa al rendimiento global de la misma, ya que se generan valores de fotoconversión inferiores al máximo teóricamente posible.
El mapeo de las superficies fotosensibles permite determinar las posibles causas de la disminución del rendimiento de la placa y aunque actualmente ya existen equipos que realizan mediciones punto a punto de la célula mediante láser, ninguno de estos dispositivos ha conseguido emular la luz solar. Estos sistemas (no comercializados en la mayoría de los casos) poseen claras limitaciones y utilizan como fuente de irradiación un único láser monocromático. Esto supone una limitación ya que los dispositivos fotoconversores funcionan en presencia de la luz solar, por lo que la medición obtenida con los láseres se aleja de las condiciones reales a las que se someten las placas solares.
Ante esta situación, el grupo de investigación FQM-166 Simulación, Caracterización y Evolución de Materiales ha desarrollado un sistema basado en “intentar adaptar las teorías de visión a este sistema a través de la mezcla de tres láseres (uno en rojo, otro en verde y otro en azul). De esta forma, realizaremos el mismo barrido con cada láser, ajustando sus potencias de forma que se genere una especie de composición cromática similar a la luz solar”, como explica el profesor Martín Calleja.
“El objetivo es intentar estudiar cuál es el comportamiento de la superficie analizando punto a punto a nivel micrométrico de las células solares bajo unas condiciones semejantes a la luz solar”, insiste el responsable del grupo de investigación. Y es que como él recalca “con este sistema se pueden detectar todos los errores que puede haber en una placa solar a nivel micrométrico. El rendimiento global de una placa compensa la labor de los puntos malos con los buenos pero si se averiguan cuáles son los puntos malos y se detectan las causas que originan esta funcionalidad negativa, se podrá poner remedio”.
Este trabajo posee así tres claras ventajas con respecto a los anteriormente desarrollados:
1. Permite simular una fuente de luz blanca que cumple las especificaciones de una emisión solar.
2. Permite la obtención de mapas de eficiencia fotoconversora de alta resolución.
3. Permite determinar posibles defectos de fabricación de las superficies fotoconversoras.
“Este nuevo equipo de mapeo no se ha diseñado con el objetivo de ser comercializado, es más bien un desarrollo científico que facilitará nuestra labor investigadora de cara a futuros estudios. No obstante, puede ser un avance que interese a las universidades que trabajan con sistemas de conversión de energía y hagan investigación en esta línea. Asimismo, se podría comercializar a laboratorios de empresas que se dediquen a la fabricación y producción de energías solares y que lleven a cabo sus propias investigaciones”, indicó el profesor Joaquín Martín Calleja.
Por otra parte, se debe destacar que “los estudios que hemos llevado a cabo en las células han sido posibles gracias al trabajo que hemos realizado en colaboración con el departamento de Ciencias Ambientales de la Universidad Pablo Olavide. De hecho, estamos estudiando con ellos un tipo de células no comerciales que fundamentalmente se desarrollan para la investigación y se denominan DSSC. Estas células están basadas en una tecnología diferente a la del silicio: oxido de titanio activado con un colorante. Nosotros hacemos éstas células utilizando como activadores tanto colorantes sintéticos como colorantes naturales a partir de buganvillas o pétalos de flores. Obviamente el rendimiento que se consigue con ellas es mucho más pequeño que el que se puede obtener con las células comerciales de silicio, pero son un buen sistema a estudiar ya que no precisan para su creación una tecnología muy fuerte de la cual, habitualmente, carecemos las universidades”.
Con todo lo expuesto, sólo queda señalar que “nuestro futuro más inmediato es mejorar el sistema, es más, actualmente ya trabajamos en algunas modificaciones”.
Fuente: SINC.
Referencias bibliográficas
F.J. Navas Pineda; R. Alcántara Puerto; M. C. Fernández Lorenzo; J. Martín Calleja. A methodology for improving laser beam induced current images of dye sensitized solar cells. Review of Scientific Instruments. 81 (2010) pp 03510801-03510810.
M. C. Fernández Lorenzo; J.A. Poce Fatou; R. Alcántara Puerto; F.J. Navas Pineda; J. Martín Calleja. High resolution laser beam induced current focusing for photoactive surface characterization. Applied Surface Science. 253-4 (2006) pp. 2179-2188.
M. C. Fernández Lorenzo; J. Martín Calleja; J.A. Poce Fatou; R. Alcántara Puerto. A versatile computer-controlled high-resolution lbic system. Progress in Photovoltaics.12-4 (2004) pp 283-295.
J. Martín Calleja; M. C. Fernández Lorenzo; R. Alcántara Puerto J.A. Poce Fatou. Un sistema automatizado y un procedimiento para el estudio de superficies con propiedades dependientes de la irradiación fotónica. Patente ES2 201 925. Universidad de Cádiz. Fecha de prioridad 11/09/2002.
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