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Células solares hechas de polímeros mucho más baratas que las actuales de silicio

  • Me dedico a los campos de la electrónica y la fotónica orgánicas. Trabajo en la caracterización de polímeros para el desarrollo de células solares y de transistores de efecto campo flexibles y transparentes.

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Rocío Ponce Ortiz (Marbella, 1980), doctora en Química por la Universidad de Málaga (UMA), trabaja en dos de los equipos más punteros del mundo en caracterización de polímeros para su implementación en dispositivos electrónicos y fotónicos. El objetivo, dice, es lograr fabricar células solares y transistores mucho más baratos que los actuales de silicio. Estos dispositivos serán transparentes y flexibles y con ellos se podrán cubrir paredes, ventanas y vehículos y, así, lograr una computación y una generación de energía casi ubicuas.

¿Cuáles son en la actualidad sus ámbitos de investigación?

Me dedico a los campos de la electrónica y la fotónica orgánicas. Trabajo en la caracterización de polímeros para el desarrollo de células solares y de transistores de efecto campo flexibles y transparentes. Ahora estoy en el departamento de Química Física en la Universidad de Málaga con mi propio proyecto, y antes estuve trabajando durante tres años en la Universidad de Northwestern, en Illinoisl (EE UU), con el equipo de Tobin Marcks. Fue premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2008 y tiene uno de los mejores grupos de investigación en el campo de electrónica y fotónica orgánica del mundo. En la UMA, tenemos varios proyectos abiertos con el equipo de Marcks en estos ámbitos, cuyos resultados esperamos publicar en breve. En 2013 colaboramos en el estudio Polymer solar cells with enhanced fill factors, publicado en Nature Photonics.

El equipo de la Univesidad de Málaga es también muy potente en la caracterización de dispositivos electrónicos orgánicos…

Sí, nuestro foco es la investigación de las propiedades electrónicas de los materiales orgánicos par su uso tanto en fotónica como en electrónica. Nos centramos en el análisis de las propiedades moleculares y electrónicas de poliméros que puedan ser utilizados para construir transistores de efecto campo. Tabmién estudiamos el transporte de carga en estos materiales. Toda la información que recopilamos en el área de los transistores es clave también para su aplicación en fotónica orgánica. Al fin y al cabo, lo que caracteriza a los transistores es el transporte de carga que es, a su vez, fundamental para que las células solares puedan generar electricidad.

¿Qué técnicas utilizan?

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Estudiamos estos materiales mediante técnicas espectroscópicas vibracionales y de espectroscopia óptica. También investigamos sus propiedades usando técnicas de caracterización, y utilizamos cálculos químico cuánticos para entender sus características y funcionamiento. Además, fabricamos los transistores de efecto campo de base orgánica en nuestro laboratorio de la Universidad de Málaga.

¿Qué ventajas tendrán estas células solares flexibles y transparentes?

La principal será un menor coste. Se podrán fabricar células solares y dispositivos electrónicos mucho más baratos que los actuales de silicio. Al utilizar materiales moleculares y polímeros, que al fin y al cabo son plásticos, se podrían depositar en cualquier superficie: sobre sustratos que sean flexibles y también transparentes. Por ejemplo, se podrían cubrir las ventanas y las paredes de las casas de células solares y las carrocerías de los coches. Podrían incorporarse a casi cualquier arquitectura. Además, como serán más baratas, se podrán llevar a las zonas menos desarrolladas.

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¿Y en el caso de la electrónica fabricada con estos materiales?

El potencial también es muy grande. La idea sería fabricar dispositivos hechos de materiales moleculares que se podrán enrollar, incorporar en prendas de vestir o embeber en cualquier objeto.Su precio también se abarataría, sobre todo porque los materiales orgánicos pueden procesarse desde disolución.Imagine que usáramos técnicas de impresión para fabricar los circuitos. Se podrían producir dispositivos electrónicos como se imprimen tiradas de periódicos, con lo que el coste se reduciría enormemente.

Todo esto suena muy a ciencia ficción, pero las investigaciones están aún en una fase muy inicial ¿no?

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Se está avanzando mucho. Hay bastantes grupos, tanto empresas como laboratorios, poniendo mucho esfuerzo en estas áreas. Según los últimos datos de la National Center for Photovoltaics, las células solares fabricadas con polímeros tienen ahora unas eficiencias en torno al 9% y el 10%, muy por detrás de las de silicio, pero se está mejorando a buen ritmo. Entre las compañías que se dedican al desarrollo de estos dispositivos, destacaría Polyera, que ha sido creada por Tobin Marcks y su socio Antonio Facchetti. La división solar de la multinacional BP también está invirtiendo en este tipo de desarrollos.

¿Cuáles son sus planes, piensa quedarse en España?

Ahora estoy realizando mis proyectos gracias a una beca Ramón y Cajal. Me gustaría seguir en España, pero habrá que ver qué ocurre con los recortes públicos en financiación de la investigación.

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