Yucatán en la punta del desarrollo tecnológico de celdas solares

Yucatán en la punta del desarrollo tecnológico de celdas solares

Investigadora egresada del Cinvestav-Mérida recibe el Premio Weizmann 2014 de la Academia Mexicana de Ciencias.

laverdadnoticias.com

La Academia Mexicana de Ciencias, conjuntamente con la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias, otorgó a la Dra. Aracely Rios Flores, egresada del Cinvestav-Mérida, el Premio Weizman 2014, galardón que desde 1986, entrega a las mejores tesis doctorales realizadas en México por investigadores menores de 35 años en el caso de hombres y menores de 38 años en el caso de mujeres, en las áreas de ciencias exactas y naturales.

El Dr. Romeo de Coss Gómez, director del centro de investigación, explicó que Ríos Flores, con la tesis “Optimización de la eficiencia de celdas solares de CdTe/CdS” obtuvo un nuevo palmarés pues en una ceremonia realizada el año pasado la estudiante también fue reconocida con el premio Arturo Rosenblueth 2013, máximo galardón académico que otorga el Cinvestav a jóvenes investigadores cuyos trabajos de tesis de doctorado han destacado por su originalidad, rigor y relevancia científica, tecnológica o social

La aportación de Aracely Ríos permitió que Yucatán se convierta en punto de referencia internacional para el desarrollo de sistemas de energía renovable único en Latinoamérica: los trabajos de la joven investigadora de la Unidad-Mérida lograron valiosas aportaciones para la producción de celdas solares con eficiencia de conversión de la energía solar a energía eléctrica del 14.6 por ciento, superior al promedio de la industria que es de alrededor del 10%.

Los investigadores Juan Luis Peña Chapa y Eduardo Aréz Muzzio, directores de la tesis anunciaron que este logro sentó un precedente al lograr eficiencias de conversión que permiten obtener certificaciones internacionales y una efectiva vinculación con la industria. De hecho, agregan, Ríos Flores ya trabaja en un laboratorio de investigación en una empresa local del ramo, logro que representa la culminación de un amplio esfuerzo académico que inició desde la fundación del Centro de Investigación en 1980 cuando se estableció como una de las metas desarrollar estas tecnologías.

-El desarrollo de este proyecto nos ha dado la posibilidad de disponer de una tecnología escalable, con una posición muy ventajosa para el desarrollo académico, científico, económico y social, mediante una de las energías renovables más importantes y en crecimiento constante, como es la fotovoltaica,-indicaron.

-Las investigaciones han dado como resultado la producción de celdas solares de segunda generación y lo más importante, señalan los científicos, el hecho de que la iniciativa privada se involucre creando laboratorios de investigación, una vinculación sin precedente en Yucatán,-comentaron.


Antecedentes

Desde hace más de 30 años y con más de 100 publicaciones en el tema, el Grupo de Celdas Solares del Cinvestav-Mérida, trabaja en películas semiconductoras de CdS y CdTe y otros materiales. El grupo está integrado por los doctores Juan Luis Peña Chapa, Oscar Ares Muzio, Víctor Rejón Moo, Juan Manuel Camacho Pérez y Araceli Ríos Flores.

Araceli Ríos Flores, como estudiante del programa de doctorado en Fisicoquímica del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados Unidad Mérida (Cinvestav-Mérida), desarrolló un proceso para optimizar la eficiencia de una celda solar que, de lograr comercializar, tendría un impacto tecnológico, económico y ambiental, colocando así a México como punto de referencia en el desarrollo de sistemas de energía solar en América Latina.

De acuerdo con Ríos Flores, la eficiencia máxima alcanzada en la actualidad es de 17.3 por ciento logrado por una compañía estadounidense, mientras que a nivel laboratorio el récord mundial es de 16.5 por ciento, logrado en una universidad de Estados Unidos, por lo que el 14 por ciento alcanzado por la estudiante del Grupo de Celdas Solares del Cinvestav-Mérida sienta un precedente.

La estudiante destacó que su desarrollo presenta varias ventajas contra los procesos actuales: es fácilmente escalable, más barato que los que actualmente están en el mercado y no es contaminante porque a diferencia de otros omite el uso de una solución que perjudica el medio ambiente y es riesgosa para quien la maneja.

Retos para la industria y aplicaciones

La ahora Doctora en Ciencias destacó que trabajar con celdas solares es algo muy complicado, ya que no existe una fórmula, pues intervienen muchos procesos físicos y químicos en cada una de las seis capas que conforma la creación de la celda.

Explicó que éstas son sometidas a diferentes temperaturas que no se pueden controlar facilmente, además, para crear cada capa semiconductora, se requieren tratamientos con sustancias contaminantes y peligrosas que en su caso logró sustituir (como es el sulfuro de cadmio y dicloruro de cadmio) por gas de freón, una sustancia que ya emplea un grupo de investigadores italianos, pero que en el Cinvestav-Mérida añadieron otros elementos para obtener mejores resultados.

Ríos Flores señaló que este tipo de energía alternativa podría utilizarse no sólo en comunidades rurales de difícil acceso, en las cuales resulta complejo introducir el cableado de la red eléctrica, sino también pueden ser útiles en actividades como la agricultura. “Existen procesos donde se requiere poca energía y con sólo anexar un panel de celdas fotovoltaicas se puede mover algo tan sencillo como un motor”.

De hecho, explicó que hay empresas dedicadas a las energías renovables que no sólo utilizan paneles, como la mayoría de gente lo asocia, hay otros materiales que cumplen la misma función y que pueden servir para otras aplicaciones como calentar agua o enfriar aire.


Financiamiento

Ríos Flores ha trabajado desde hace siete años desarrollando esta tecnología, primero al realizar su maestría en el Cinvestav-Mérida y posteriormente en el doctorado. El siguiente paso es buscar el financiamiento que sin duda es la parte difícil.

“Se requiere una gran inversión para tener una planta piloto, pero a la larga resultaría muy rentable”, por ello, su asesor de tesis, el científico Juan Luis Peña Chapa, experto en el tema desde hace más de 30 años, está enfocado a buscar financiamiento para instalar una planta piloto de fabricación. En los laboratorios del Cinvestav-Mérida  se cuenta ya con un equipo que les permite producir paneles de hasta 25 centímetros cuadrados.

En el año 2009, el proyecto recibió financiamiento por 9 millones de pesos por parte del Fondo Institucional de Fomento Regional para el Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación (FORDECYT), y 7 millones de pesos por parte del Fondo Mixto del estado de Yucatán (FOMIX-Yucatán), fideicomiso constituido con aportaciones del Gobierno del Estado de Yucatán y del Gobierno Federal, a través del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.

Para la joven investigadora, el uso de las energías renovables son una opción para sustituir el uso de los hidrocarburos, una fuente de energía que está llegando a término, en cambio una energía renovable como es la solar es limpia y abundante. Considera que en conjunto las energías alternativas (eólica, solar, geotérmica, etc.) podrían a futuro solventar la creciente demanda de energía que existe en el mundo.