Los paneles solares de silicio rígido dominan los mercados de servicios públicos y residenciales, pero existe una oportunidad para la fotovoltaica de película delgada y las tecnologías emergentes que se destacan por ser livianas y flexibles, según científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU.

Películas delgadas como telururo de cadmio (CdTe) y seleniuro de cobre, indio, galio (CIGS), junto con perovskitas y otras nuevas tecnologías, podría ser ideal para generar la electricidad necesaria para drones no tripulados, cargadores portátiles, y fachadas de edificios. Las oportunidades y desafíos inherentes a la adopción generalizada de estas ideas aparecen en el nuevo Energía de la naturaleza papel, "Aumento de los mercados y disminución del peso del paquete para fotovoltaica de alta potencia específica".

"Exploramos los límites detrás de las relaciones de potencia a peso y cómo esto puede generar valor para los jugadores emergentes en energía fotovoltaica para permitirles alcanzar la escala de gigavatios sin tener que competir directamente con los paneles solares de silicio". "dijo Matthew Reese, investigador de NREL y autor principal del artículo.

Stephen Glynn es coautor del artículo, Michael Kempe, Deborah McGott, Matthew Dabney, Teresa Barnes, Samuel Booth, David Feldman, y Nancy Haegel, todo de NREL.

Los paneles de silicio constituyen el 95 por ciento del mercado solar mundial, generar electricidad para servicios públicos, residencias, y negocios, pero los investigadores identificaron aplicaciones que deben considerar propuestas de valor más allá de la tríada de valor estándar del costo, eficiencia, y confiabilidad utilizada para paneles fotovoltaicos (PV) convencionales. La flexibilidad y la portabilidad serán factores importantes, con el rendimiento de la tecnología cuantificado en términos de vatios por kilogramo.

Los investigadores identificaron tres mercados de alto valor, cada uno con el potencial de generar acumulativamente un gigavatio (GW) de electricidad, a un precio superior a 1 dólar el vatio, durante los próximos 10 años:

• Vehículos aéreos no tripulados y aeroespaciales:la alimentación de satélites se ve impulsada por costos de lanzamiento extremadamente altos; mientras que, Existe un deseo creciente de mantener los drones en el aire durante períodos muy prolongados. Para ambas aplicaciones, El espacio limitado hace que la eficiencia y el peso sean críticos y el costo secundario. Un jugador clave en este mercado es III-V PV, pero aunque es muy eficiente, también es demasiado caro para muchas aplicaciones.
• Carga portátil:facilitar que una persona instale o mueva un cargador portátil está impulsando la necesidad de una tecnología fotovoltaica que sea eficiente y flexible. Encontrar el equilibrio correcto entre esos requisitos y el costo podría poner en servicio millones de unidades por parte de los militares, trabajadores de socorro en casos de desastre, y usuarios recreativos.
• Transporte terrestre:la integración de la energía fotovoltaica en los vehículos eléctricos competirá con la electricidad proveniente de la red, pero la adición podría ampliar el campo de prácticas. La fotovoltaica tendría que utilizar paneles más pequeños y ser lo suficientemente flexible para adaptarse a los contornos del techo.

Los investigadores identificaron estos mercados como más pequeños pero significativos y que pagarán una prima por el valor agregado de la tecnología que es liviana para respaldar la tecnología inicial, producción a baja escala. A medida que aumenta la producción, seguirán costos más bajos.

El equipo de NREL determinó que el límite inferior para un dispositivo fotovoltaico ligero es de entre 300 y 500 gramos por metro cuadrado. Por debajo de eso se reduciría la confiabilidad, durabilidad, y seguridad. Un módulo liviano en el lado inferior de ese rango podría generar más de un kilovatio de electricidad a partir de algo que pesa tan poco como un paquete de seis refrescos. Módulos convencionales, incluso sin el peso adicional del equipo de montaje, podría requerir entre 150 y 200 libras para generar tanta energía.