Blai López Rius, Investigador del Departamento de Construcción y Energías Renovables en AIMPLAS

La industria de la energía solar ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos años, impulsada por la creciente conciencia sobre la importancia de las energías renovables. 

Los paneles solares, como componente clave de los sistemas fotovoltaicos, están compuestos por una gran variedad de materiales, entre ellos los poliméricos. Sin embargo, el uso de polímeros en este contexto no está exento de desafíos. En este artículo, se exponen algunas de las aplicaciones más relevantes de los materiales poliméricos en la construcción de paneles solares fotovoltaicos. Adicionalmente, se exploran los principales desafíos a los que se enfrentan, y cómo puede afectar a su rendimiento, eficiencia y disponibilidad.

Los materiales poliméricos desempeñan una función fundamental en la industria de la energía solar. En primer lugar, se pueden emplear como recubrimientos antirreflectantes en células solares para reducir la pérdida de energía debido a la reflexión de la luz solar. Estos recubrimientos permiten una mayor absorción de luz y, en consecuencia, aumentan la eficiencia de las células en la conversión de energía solar en electricidad.

Además, los materiales poliméricos transparentes y duraderos se pueden emplear como películas protectoras y encapsulantes en paneles solares. Estas películas protegen las células solares de condiciones ambientales adversas, como la humedad, la radiación ultravioleta y el impacto mecánico. Al mismo tiempo, mejoran la resistencia a la degradación y al desgaste, lo que prolonga la vida útil de los paneles solares.

En la fabricación de células solares flexibles, se utilizan polímeros flexibles y ligeros como materiales de sustrato. Estas células ofrecen ventajas en términos de portabilidad, adaptabilidad a superficies curvas y menor coste de producción.

Por último, algunos polímeros conductores, como la Polianilina (PANI) y el Politiofeno (PTf), se emplean en la fabricación de películas conductoras para células solares orgánicas. Dichas películas facilitan el transporte de corriente generada por la luz solar, lo que mejora la eficiencia de conversión de energía en este tipo de células solares.

En cuanto a los desafíos de los materiales poliméricos en el sector de la energía solar, es importante tener en cuenta los siguientes aspectos que se pueden dar:

• Degradación por exposición a la radiación ultravioleta: Uno de los principales desafíos a los que se enfrentan los polímeros en la industria solar es la degradación causada por la exposición a la radiación ultravioleta. A medida que los paneles solares están expuestos a la radiación solar intensa durante largos períodos, los polímeros empleados pueden experimentar degradación y pérdida de propiedades. Esto puede afectar a la vida útil de los materiales poliméricos, disminuyendo su eficiencia. Es fundamental desarrollar polímeros con mayor resistencia a la radiación ultravioleta y mejorar su estabilidad a largo plazo. 
• Estabilidad térmica y resistencia a la intemperie: Otro desafío importante radica en garantizar la estabilidad térmica y a la intemperie de los polímeros empleados en paneles solares. Las altas temperaturas a las que están expuestos los paneles solares pueden causar degradación térmica en ciertos polímeros, lo que impacta negativamente en su rendimiento. Además, los materiales poliméricos deben ser capaces de resistir condiciones climáticas extremas, como la humedad, la lluvia, el viento y los cambios bruscos de temperatura. La capacidad de los polímeros para mantener su integridad estructural y propiedades en estas condiciones es esencial para garantizar un rendimiento óptimo y una vida útil prolongada de los paneles solares. 
• Costes de producción y disponibilidad: La viabilidad económica y la accesibilidad de los polímeros también representan un desafío significativo en la industria solar. Algunos materiales poliméricos especializados pueden tener costes de producción elevados debido a su complejidad o a la necesidad de utilizar recursos limitados en su fabricación. Esto puede dificultar la producción de paneles solares, ya que los costes más altos pueden afectar la competitividad de los sistemas fotovoltaicos. Por ese motivo, es fundamental investigar y desarrollar métodos de producción más eficientes y sostenibles que permitan reducir los costes y mejorar la disponibilidad de los polímeros utilizados en la industria solar.

Por tanto, para superar estos desafíos, la investigación y el desarrollo de nuevos polímeros con propiedades mejoradas se vuelven esenciales. Se requiere un enfoque en la creación de polímeros con una mayor resistencia a la radiación ultravioleta, que conserven su integridad estructural y propiedades a altas temperaturas, y que sean altamente resistentes a condiciones climáticas adversas. Además, es fundamental trabajar en la optimización de los procesos de producción de polímeros para reducir los costes y minimizar la dependencia de recursos limitados. Esto puede lograrse mediante la implementación de tecnologías más eficientes, el uso de materiales renovables y la adopción de prácticas de fabricación más sostenibles.

En AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico, se están llevando a cabo diversos proyectos de I+D relacionados con esta temática con el objetivo de contribuir a la mejora del sector de la energía solar fotovoltaica, entre los que se encuentra el proyecto SOLARFLEX. El proyecto SOLARFLEX tiene como objetivo principal la investigación y desarrollo de celdas solares fotovoltaicas de polímeros libres de ITO en soportes flexibles de bajo impacto ambiental. SOLAFLEX es un proyecto financiado por la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través de ayudas del IVACE con la cofinanciación de los fondos FEDER de la UE, y dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2021-2027.