DCWafers, I+D para abaratar el coste de las obleas de silicio sin reducir la calidad de producción energética
IGC/DICYT Tratar de reducir a la mitad en cuatro años el coste de producción de obleas multicristalinas de silicio, la base de los paneles de energía solar fotovoltaica, éste es el reto que la empresa DCWafers, creada con capital leonés, afronta cuando está a punto de poner en marcha la planta de producción que construye en Valdelafuente, prevista para finales de 2008. La compañía desarrolla cinco proyectos de I+D que tratan de reducir el grosor de las obleas, utilizar materia prima de peor calidad sin perder aprovechamiento energético en el producto y aumentar el grosor de los cristales para mejorar la producción de energía, entre otros objetivos. Así pretenden reducir el precio de venta de obleas también a la mitad.
Ismael Guerrero, director técnico de DCWafers, declara a DiCYT que "el precio de venta actual ronda los cinco euros por oblea, pero nuestro objetivo es vender por debajo de tres euros en 2012". Para ello, la empresa está centrada en reducir los costes de producción a la mitad. ¿Cómo? Una forma es mediante un plan de I+D que contempla 25 proyectos, cinco de los cuales se desarrollan en la actualidad. Uno de ellos trata de reducir el coste de la materia prima (el silicio), que hoy día oscila entre los 100 y los 500 euros/kilo dependiendo del contrato de venta.
Según Hugo Rodríguez, director de I+D de DCWafers, "el silicio que utilizamos es de calidad microelectrónica, mayor de la que necesitamos". Así, para estudiar la forma de aplicar otros tipos de silicio de peor calidad sin perder capacidad de producción energética la empresa realiza un modelo matemático del proceso de fundido del material en el horno (que requiere temperaturas que alcanzan los 1.500ºC). Asimismo, otro de los objetivos es "reducir las fugas eléctricas en la frontera del grano de la oblea", comenta Guerrero, es decir, conseguir cristales de silicio más grandes para que haya menos fugas de energía.
Reducir espesores
La masa de material fundida contiene silicio e impurezas que, en función del proceso de enfriado, solidifican antes o después. "Nos interesa que el mayor número de impurezas solidifique lo más tarde posible, para que se acumulen en la parte superior de la oblea y puedan cortarse fácilmente", argumenta Guerrero. La formación de cristales también depende del gradiente de temperatura empleado en el proceso de enfriado. Otra de las cuestiones a mejorar es el aprovechamiento del silicio. El primer objetivo de DCWafers es reducir el espesor en que se cortan las obleas una vez cristalizado el bloque de silicio para pasar de las 200 micras actuales a 180 en 2009, lo que implica realizar estudios sobre resistencias de corte, etc. Según el director técnico de la compañía, esta reducción de grosor seguirá hasta alcanzar las 160 micras.
"Todo el mundo que trabaja en energía solar fotovoltaica es consciente de que el proceso de producción de paneles es muy caro", asegura Guerrero. "Pero si todos reducimos ese coste a la mitad en cuatro años, sería una de las formas de producción de energía eléctrica más baratas", declara. Para obtener el panel solar, los fabricantes parten de las obleas y las someten a diversos procesos: texturizado (darle a la superficie una estructura piramidal para atrapar más luz), formación de la unión P-N para obtener un semiconductor, aplicación de un antirreflectante, y la metalización para obtener células solares, con cuya unión se forman los paneles solares fotovoltaicos. Para Guerrero "esta forma de producción energética renovable utiliza tecnología microelectrónica", por lo que su grado de desarrollo es comparable al de los ordenadores, afirma el responsable de DCWafers.