Internacional. Un estudio realizado por investigadores del MIT y de otros lugares describe una hoja de ruta sobre cómo la tecnología de materiales llamados perovskitas podrían pasar del laboratorio a un lugar significativo en el mercado solar global. Estos materiales muestran un gran potencial para una nueva generación de células solares, pero han tenido problemas para ganar tracción en un mercado dominado por células solares basadas en silicio.
El análisis "tecnoeconómico" muestra que al comenzar con nichos de mercado de mayor valor y expandirse gradualmente, los fabricantes de paneles solares podrían evitar los costos iniciales de capital muy elevados que serían necesarios para hacer que los paneles basados en perovskita sean directamente competitivos con el silicio para instalaciones de gran escala. En lugar de hacer una inversión inicial prohibitivamente costosa, de cientos de millones o incluso miles de millones de dólares, para construir una planta para la producción a escala, el equipo descubrió que comenzar con aplicaciones más especializadas podría lograrse para una inversión de capital inicial más realista en el orden de US$40 millones.
Los resultados se describen en un artículo en la revista Joule, por el postdoc MIT, Ian Mathews; el científico investigador, Marius Peters; el profesor de ingeniería mecánica, Tonio Buonassisi, y otros cinco de MIT, Wellesley College y Swift Solar Inc.
Las células solares basadas en perovskitas, una amplia categoría de compuestos caracterizados por una cierta disposición de su estructura molecular, podrían proporcionar mejoras dramáticas en las instalaciones solares. Sus materiales constituyentes son económicos y pueden fabricarse en un proceso de rollo a rollo, como imprimir un periódico, e imprimirse en material de respaldo liviano y flexible. Esto podría reducir en gran medida los costos asociados con el transporte y la instalación, aunque aún requieren más trabajo para mejorar su durabilidad. Otros nuevos y prometedores materiales de células solares también se están desarrollando en los laboratorios de todo el mundo, pero ninguno ha avanzado aún en el mercado.
"Se han lanzado muchos nuevos materiales y compañías de células solares a lo largo de los años", dice Mathews, "y sin embargo, a pesar de eso, el silicio sigue siendo el material dominante en la industria y lo ha sido durante décadas".
¿Por qué es ese el caso? "La gente siempre ha dicho que una de las cosas que frena las nuevas tecnologías es que el gasto de construir grandes fábricas para producir estos sistemas a escala es demasiado", dice. "Es difícil para una startup cruzar lo que se llama" el valle de la muerte ", recaudar las decenas de millones de dólares necesarios para llegar a la escala donde esta tecnología podría ser rentable en la industria de la energía solar en general".
Pero hay una variedad de aplicaciones de células solares más especializadas donde las cualidades especiales de las células solares basadas en perovskita, como su peso ligero, flexibilidad y potencial de transparencia, proporcionarían una ventaja significativa, dice Mathews. Al centrarse inicialmente en estos mercados, una empresa solar de inicio podría crecer gradualmente, aprovechando las ganancias de los productos premium para expandir sus capacidades de producción con el tiempo.
Al describir la literatura sobre las células solares basadas en perovskita que se están desarrollando en varios laboratorios, dice: "Reclaman costos muy bajos. Pero lo reclaman una vez que su fábrica alcanza cierta escala. Y pensé, ya hemos visto esto antes: la gente afirma que un nuevo material fotovoltaico será más barato que el resto y mejor que todo el resto. Eso es genial, excepto que necesitamos tener un plan sobre cómo conseguimos que el material y la tecnología escalen ".
Como punto de partida, dice: "Tomamos el enfoque que realmente no he visto a nadie más: modelemos el costo de fabricar estos módulos en función de la escala. Entonces, si solo tiene 10 personas en una pequeña fábrica, ¿cuánto necesita vender sus paneles solares para ser rentable? Y una vez que alcance la escala, ¿qué tan barato será su producto?
El análisis confirmó que tratar de saltar directamente al mercado de instalaciones solares en la azotea o instalaciones solares a escala de servicios públicos requeriría una inversión de capital inicial muy grande, dice. Pero “miramos los precios que las personas pueden obtener en Internet de las cosas, o en el mercado de la energía fotovoltaica integrada en el edificio. Las personas generalmente pagan un precio más alto en estos mercados porque son más productos especializados. Pagarán un poco más si su producto es flexible o si el módulo encaja en un sobre del edificio". Otros posibles nichos de mercado incluyen dispositivos de microelectrónica autoalimentados.
Dichas aplicaciones harían factible la entrada al mercado sin necesidad de grandes inversiones de capital. “Si hace eso, la cantidad que necesita invertir en su empresa es mucho, mucho menos, del orden de unos pocos millones de dólares en lugar de decenas o cientos de millones de dólares, y eso le permite desarrollar más rápidamente una empresa rentable", dice.
Mathews dice que el tipo de análisis tecnoeconómico que el equipo utilizó en su estudio podría aplicarse a una amplia variedad de nuevas tecnologías relacionadas con la energía, incluidas las baterías recargables y otros sistemas de almacenamiento, u otros tipos de nuevos materiales de células solares.
"Hay muchos documentos científicos y estudios académicos que analizan cuánto costará fabricar una tecnología una vez que esté a escala", dice. “Pero muy pocas personas realmente miran cuánto cuesta a muy pequeña escala y cuáles son los factores que afectan las economías de escala. Y creo que se puede hacer para muchas tecnologías, y nos ayudaría a acelerar cómo llevamos las innovaciones del laboratorio al mercado"
Fuente: MIT.
