Europa tiene el reto de reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero al menos al 55% para 2030 y de aumentar la proporción de electricidad renovable al 75% para 2050. La energía fotovoltaica (PV), como la tecnología de energía limpia más rentable y de fácil implementación, tiene el potencial de respaldar estos objetivos. Sin embargo, la aplicación de la energía fotovoltaica en dispositivos electrónicos sigue siendo limitada, ya que la mayoría de los dispositivos dependen de baterías. El proyecto Enpower trabajará en el desarrollo de tecnologías fotovoltaicas para crear la próxima generación de dispositivos fotovoltaicos IoT.
Las baterías tienen una vida útil limitada y requieren reemplazo o recarga frecuentes, lo que restringe su uso a lugares de fácil acceso y obstaculiza la expansión del IoT. Además, las baterías plantean problemas ambientales relacionados con su producción y eliminación adecuada al final de su ciclo de vida. Estas limitaciones presentan una oportunidad convincente para que las tecnologías de recolección de energía, en particular la fotovoltaica, impulsen la revolución del IoT.
En este contexto, Enpower pretende introducir una nueva generación de dispositivos fotovoltaicos, mediante el desarrollo y la optimización de tecnologías fotovoltaicas emergentes y alternativas compatibles con pequeños dispositivos electrónicos de bajo consumo y sensores IoT, que permitirán a la industria IoT alcanzar su máximo potencial de crecimiento. Estos nuevos dispositivos también estarán adaptados para su uso en interiores.
Para lograrlo, Enpower se centra en tecnologías de calcogenuro basadas en CdTe, kesterita, Se y Sb 2 S 3, empleando procesos de deposición de bajo coste, respetuosos con el medio ambiente y escalables, incluida la investigación sobre arquitecturas de dispositivos nano-Si alternativas. El proyecto tiene como objetivo mejorar significativamente el rendimiento de las células solares de IoT abordando desafíos científicos y tecnológicos clave, además de ir un paso más allá con la demostración en condiciones operativas del mundo real de prototipos de dispositivos optimizados y sistemas de IoT.
Diseño y desarrollo de prototipos y sistemas
El Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) es uno de los socios del proyecto Enpower y liderará el diseño y desarrollo de prototipos de dispositivos y sistemas que se probarán en condiciones operativas reales (correspondientes a entornos de oficina interiores típicos), la caracterización avanzada de los procesos y el análisis ambiental, incluida la participación en el análisis de estabilidad de los dispositivos.
Además, IREC tendrá un papel clave en el desarrollo y la optimización de arquitecturas de dispositivos avanzados, incluida la síntesis de absorbentes y la deposición de contactos selectivos optimizados, y aplicará sus conocimientos e instalaciones para la caracterización combinatoria avanzada para la optimización rápida de dispositivos y procesos, aplicando metodologías basadas en inteligencia artificial.
Consorcio del proyecto Enpower
El proyecto, liderado por la Universidad Politécnica de Cataluña, cuenta con un presupuesto total de más de 146.000 euros y tendrá una duración de tres años a partir de diciembre de 2024. Enpower cuenta con un consorcio compuesto por cuatro socios procedentes de tres países: España, Estonia e Italia.
Asimismo, el proyecto también incluye un consejo asesor industrial en el que participan empresas relevantes del sector IoT y del sector fotovoltaico procedentes de España, Francia, Lituania, Austria y Alemania. La participación de estas empresas será relevante para acelerar la transferencia de la investigación a la industria y garantizar el desarrollo de procesos compatibles industrialmente.