Estudian cómo mejorar la calidad y reducir los costes de la industria fotovoltaica

El proyecto Platform-ZERO (Customizable AI-based in-line process monitoring platform for achieving zero-defect manufacturing in the PV industry) tiene como objetivo mejorar la calidad global de la producción de dispositivos fotovoltaicos y, al mismo tiempo, reducir los costes de fabricación mediante la fabricación con ‘cero defectos’. Para ello, se aplicarán estrategias de supervisión en línea de los procesos, control e inteligencia artificial, que serán puestas en marcha en cuatro plantas piloto situadas en Europa.

La energía solar fotovoltaica aporta ya una importante contribución al mix energético europeo –3,1% de la generación bruta de electricidad de la UE-28 en 2020, según Eurostat–, y se calcula que la energía solar tiene potencial para satisfacer el 20% de la demanda de electricidad de la UE en 2040 (BloombergNEF). La última generación de tecnologías fotovoltaicas combina un alto rendimiento con una gran flexibilidad para su integración en edificios, vehículos, el sector agrario y todo tipo de dispositivos (internet de las cosas). Sin embargo, su gran complejidad las hace propensas a la aparición de defectos críticos originados por pequeñas desviaciones en la fabricación estándar, lo que ocasiona importantes pérdidas en la producción.

La estrategia será probada en cuatro plantas piloto en España, Alemania, Austria y Polonia, socios industriales del proyecto en el sector fotovoltaico.

Platform-ZERO aborda este reto mediante el desarrollo de una nueva plataforma ajustable de monitorización en línea de procesos, respaldada por inteligencia artificial, para lograr una fabricación con ‘cero defectos’ en la industria fotovoltaica de tercera generación que permita una detección temprana, la corrección y/o prevención de fallos de producción. La estrategia será probada en cuatro plantas piloto en España, Alemania, Austria y Polonia, socios industriales del proyecto en el sector fotovoltaico. Estas plantas se centrarán en los revestimientos inteligentes para fotovoltaica, módulos solares de alta eficiencia y láminas solares flexibles de diferentes materiales y procesos fotovoltaicos.

“Estamos encantados de coordinar este ambicioso proyecto que combina la experiencia de socios de 6 países europeos con una sólida trayectoria en caracterización avanzada de materiales complejos y metodologías de monitorización de procesos, entre los que se encuentran líderes en Europa en la producción de dispositivos fotovoltaicos de tercera generación”, ha declarado Víctor Izquierdo, investigador científico del IREC y coordinador del proyecto Platform-ZERO.

Los materiales y dispositivos fotovoltaicos desarrollados en este proyecto no tendrán el silicio como material estándar, sino que se basarán en las llamadas tecnologías fotovoltaicas de tercera generación. Estos materiales, como el CIGS o las perovskitas, ofrecen alta eficiencia, menores costes, menor huella de carbono y gran versatilidad para aplicaciones integradas avanzadas que pueden ofrecer funcionalidades adicionales en comparación con el silicio estándar. Además, se adaptan bien a la fabricación con altos niveles de automatización y a los enfoques de la industria 4.0.

La Universidad Pablo de Olavide se encargará en este proyecto principalmente del desarrollo de las medidas en línea, de la caracterización optoelectrónica avanzada de los dispositivos y de la interpretación de los datos obtenidos, gracias a la participación de Paul Pistor, Juan Antonio Anta y Gerko Oskam, científicos del Área de Química Física de la UPO.

En los próximos cuatro años, este proyecto de innovación de 10 millones de euros cofinanciado por la Comisión Europea contribuirá a aumentar la calidad general y reducir el coste de los dispositivos fotovoltaicos de alta tecnología, aumentando la competitividad de la industria fotovoltaica de la UE y permitiendo que esta tecnología verde se convierta en una fuente de energía clave para la transición de Europa hacia la generación de energía neutra en carbono.

Un equipo multidisciplinar formado por expertos de la academia y de la industria      

Platform-ZERO cuenta con un presupuesto total superior a los 10 millones de euros y tendrá una duración de 4 años. El consorcio está formado por 12 socios europeos y coordinado por Víctor Izquierdo, del grupo de Materiales y Sistemas de Energía Solar del IREC (Instituto de Investigación en Energía de Cataluña). Incluye cuatro centros de investigación y una universidad con un gran conocimiento en el desarrollo de metodologías espectroscópicas (IREC, HZB), imágenes (AIT), evaluación optoelectrónica de dispositivos (UPO), análisis de IA (AIT, IREC, RISC) y gestión de datos (RISC). Además, el consorcio incluye dos centros de investigación con sólidos conocimientos en tecnologías fotovoltaicas avanzadas y con instalaciones de líneas piloto industriales para validar conceptos (dos demo-sites) basados en dispositivos CIGS de alta eficiencia (ZSW) y procesos y recubrimientos superficiales inteligentes basados en nanotecnologías (Lurederra). Por último, el consorcio se complementa con una PYME de metrología con sólidos conocimientos en la implementación de aplicaciones de monitorización de procesos industriales (LENZ) y con dos PYME de fabricación fotovoltaica de tercera generación (SUNPLUGGED y SAULE), ambas aportando sus líneas de producción para demostrar la tecnología Plataforma-ZERO (dos demo-sites). Además, otras dos PYME asociadas, R2M Solution France y R2M Solution SRL Italy, se encargan de las acciones de difusión, explotación y comunicación.

Más información en la ficha del proyecto sobre la base de datos Cordis de la CE: https://cordis.europa.eu/project/id/101058459