A printable, flexible, organic solar cell | Hannah Bürckstümmer

Traductor: Analia Padin Revisor: Eduardo Sierra

You may have noticed that I'm wearing two different shoes.

Puede que hayan notado que tengo dos zapatos distintos.

It probably looks funny --

Probablemente se vea raro,

it definitely feels funny --

definitivamente se siente raro,

but I wanted to make a point.

pero quería decir algo importante.

Let's say my left shoe corresponds to a sustainable footprint,

Digamos que mi zapato izquierdo representa una huella sostenible,

meaning we humans consume less natural resources

donde los humanos consumimos menos recursos naturales

than our planet can regenerate,

de los que puede generar nuestro planeta

and emit less carbon dioxide than our forests and oceans can reabsorb.

y emitimos menos dióxido de carbono

del que pueden reabsorber nuestros bosques y océanos.

That's a stable and healthy condition.

Es una condición estable y saludable.

Today's situation is more like my other shoe.

La situación de hoy es más bien como mi otro zapato.

It's way oversized.

Es demasiado grande.

At the second of August in 2017,

Al 2 de agosto de 2017,

we had already consumed all resources our planet can regenerate this year.

ya habíamos consumido todos los recursos que el planeta puede regenerar este año.

This is like spending all your money until the 18th of a month

Es como gastarse todo el dinero en los primeros dieciocho días

and then needing a credit from the bank for the rest of the time.

y luego necesitar un crédito para llegar a fin de mes.

For sure, you can do this for some months in a row,

Esto se puede hacer durante algunos meses,

but if you don't change your behavior,

pero, si uno no cambia la actitud,

sooner or later, you will run into big problems.

tarde o temprano tendrá serios problemas.

We all know the devastating effects of this excessive exploitation:

Todos conocemos los efectos devastadores de esta explotación excesiva:

global warming,

calentamiento global,

rising of the sea levels,

aumento en el nivel del mar,

melting of the glaciers and polar ice,

derretimiento de glaciares y hielos polares,

increasingly extreme climate patterns and more.

patrones climáticos cada vez más extremos y otras cosas más.

The enormity of this problem really frustrates me.

Realmente me frustra la enormidad de este problema.

What frustrates me even more is that there are solutions to this,

Y más aún me frustra el hecho de que hay soluciones para esto,

but we keep doing things like we always did.

pero seguimos haciendo siempre lo mismo.

Today I want to share with you

Hoy quiero mostrarles cómo una nueva tecnología solar

how a new solar technology can contribute to a sustainable future of buildings.

puede ayudar a conseguir el futuro sostenible de los edificios.

Buildings consume about 40 percent of our total energy demand,

Los edificios consumen un 40 % de nuestra demanda total de energía,

so tackling this consumption

así que atacar este consumo

would significantly reduce our climate emissions.

reduciría significativamente nuestras emisiones.

A building designed along sustainable principles

Un edificio diseñado con principios sostenibles

can produce all the power it needs by itself.

puede producir por sí mismo toda la energía que necesita.

To achieve this,

Para conseguir esto,

you first have to reduce the consumption as much as possible,

primero tenemos que reducir el consumo lo más posible,

by using well-insulated walls or windows, for instance.

usando paredes o ventanas bien aisladas, por ejemplo.

These technologies are commercially available.

Estas tecnologías se pueden comprar.

Then you need energy for warm water and heating.

Luego necesitamos energía para agua caliente y calefacción.

You can get this in a renewable way from the sun

Puede obtenerse de forma renovable

ya sea del sol, con instalaciones de energía solar térmica,

through solar-thermal installations

or from the ground and air, with heat pumps.

o del suelo y el aire con bombas de calor.

All of these technologies are available.

Todas estas tecnologías están disponibles.

Then you are left with the need for electricity.

Luego queda la necesidad de electricidad.

In principle, there are several ways to get renewable electricity,

En principio hay varias formas de obtener electricidad renovable,

but how many buildings do you know which have a windmill on the roof

pero ¿cuántos edificios conocen con un molino de viento en el techo

or a water power plant in the garden?

o una central hidráulica en el jardín?

Probably not so many, because usually, it doesn't make sense.

Probablemente no tantos, porque en general no tiene sentido.

But the sun provides abundant energy to our roofs and facades.

Pero el sol proporciona abundante energía a nuestros techos y fachadas.

The potential to harvest this energy at our buildings' surfaces is enormous.

Hay un potencial enorme para captar energía en la superficie de los edificios.

Let's take Europe as an example.

Tomemos por ejemplo Europa.

If you would utilize all areas which have a nice orientation to the sun

Si utilizáramos todas las áreas con una buena orientación al sol

and they're not overly shaded,

y que no tienen mucha sombra,

the power generated by photovoltaics

la energía generada con paneles solares

would correspond to about 30 percent of our total energy demand.

correspondería al 30 % del total de la demanda de energía.

But today's photovoltaics have some issues.

Pero los paneles solares actuales tienen algunos problemas.

They do offer a good cost-performance ratio,

Ofrecen una buena relación costo-rendimiento,

but they aren't really flexible in terms of their design,

pero no son muy flexibles en cuanto al diseño,

and this makes aesthetics a challenge.

por lo que la estética es un reto.

People often imagine pictures like this

La gente se suele imaginar esto

when thinking about solar cells on buildings.

cuando piensa en edificios con paneles solares.

This may work for solar farms,

Esto puede funcionar en un parque solar,

but when you think of buildings, of streets, of architecture,

pero cuando pensamos en edificios, en calles, en arquitectura,

aesthetics does matter.

la estética es importante.

This is the reason why we don't see many solar cells on buildings today.

Esta es la razón por la que hoy no vemos muchos edificios con paneles solares.

They just don't match.

Es que no quedan bien.

Our team is working on a totally different solar-cell technology,

Nuestro equipo está trabajando en una tecnología totalmente diferente:

which is called organic photovoltaics or OPV.

las células fotovoltaicas orgánicas, OPV por sus siglas en inglés.

The term organic describes

"Orgánicas" quiere decir

that the material used for light absorption and charge transport

que el material usado para absorber la luz y para transportar la carga

are mainly based on the element carbon,

es principalmente a base de carbono

and not on metals.

y no de metales.

We utilize the mixture of a polymer

Usamos una mezcla de un polímero,

which is set up by different repeating units,

formado por unidades que se repiten,

like the pearls in a pearl chain,

como perlas en un collar,

and a small molecule which has the shape of a football

y una pequeña molécula con forma de pelota de fútbol

and is called fullerene.

que se llama fullereno.

These two compounds are mixed and dissolved to become an ink.

Estos dos compuestos se mezclan y disuelven para convertirse en una tinta.

And like ink,

Y tal como la tinta,

they can be printed with simple printing techniques like slot-die coating

pueden imprimirse con técnicas sencillas como el recubrimiento por cabezal a ranura

in a continuous roll-to-roll process on flexible substrates.

en un proceso continuo con rodillos sobre sustratos flexibles.

The resulting thin layer is the active layer,

La delgada capa resultante es la capa activa,

absorbing the energy of the sun.

que absorbe la energía del sol.

This active layer is extremely effective.

Esta capa activa es altamente efectiva.

You only need a layer thickness of 0.2 micrometers

Se necesita un espesor de tan solo 0,2 micrones

to absorb the energy of the sun.

para absorber la energía del sol.

This is 100 times thinner than a human hair.

Es cien veces más delgada que un cabello humano.

To give you another example,

Para darles otro ejemplo,

take one kilogram of the basic polymer

supongamos que tomamos un kilo del polímero básico

and use it to formulate the active ink.

y lo usamos para fabricar la tinta activa.

With this amount of ink,

Con esa cantidad de tinta

you can print a solar cell the size of a complete football field.

se puede imprimir un panel solar del tamaño de una cancha de fútbol.

So OPV is extremely material efficient,

Así que las celdas OPV son extremadamente eficientes en uso de material,

which I think is a crucial thing when talking about sustainability.

lo que me parece crucial en cuanto a sostenibilidad.

After the printing process,

Luego del proceso de impresión,

you can have a solar module which could look like this ...

podemos tener un módulo solar con este aspecto.

It looks a bit like a plastic foil

Se parece un poco a una lámina de plástico

and actually has many of its features.

y en realidad tiene muchas de sus características.

It's lightweight ...

Es liviano,

it's bendable ...

es flexible,

and it's semi-transparent.

y es semitransparente.

But it can harvest the energy of the sun outdoors

Pero puede recolectar la energía del sol en exteriores

and also of this indoor light,

y también esta luz interior,

as you can see with this small, illuminated LED.

como lo indica este pequeño LED encendido.

You can use it in its plastic form

Se puede usar en este formato plástico

and take advantage of its low weight and its bendability.

y aprovechar su bajo peso y su flexibilidad.

The first is important when thinking about buildings in warmer regions.

Lo primero es importante para los edificios en zonas calurosas,

Here, the roofs are not designed to bear additionally heavy loads.

Allí, los techos no están diseñados para soportar cargas adicionales,

They aren't designed for snow in winter, for instance,

como la nieve en invierno, por ejemplo,

so heavy silicon solar cells cannot be used for light harvesting,

así que no podemos usar paneles solares de silicio,

but these lightweight solar foils are very well suited.

pero estas láminas solares livianas son muy apropiadas.

The bendability is important

La flexibilidad es importante

if you want to combine the solar cell with membrane architecture.

si queremos combinar células solares con estructuras membranales.

Imagine the sails of the Sydney Opera as power plants.

Imagínense las velas de la Ópera de Sídney como centrales eléctricas.

Alternatively, you can combine the solar foils

Si no, se pueden combinar estas películas solares

with conventional construction materials like glass.

con materiales convencionales de construcción, como el vidrio.

Many glass facade elements contain a foil anyway,

De hecho, los vidrios de muchas fachadas

to create laminated safety glass.

ya tienen una película: el vidrio laminado de seguridad.

It's not a big deal to add a second foil in the production process,

Agregar una película más en el proceso productivo es sencillo,

but then the facade element contains the solar cell

y hace que ese vidrio contenga una célula fotovoltaica

and can produce electricity.

capaz producir electricidad.

Besides looking nice,

Además de verse bien,

these integrated solar cells come along with two more important benefits.

estas células fotovoltaicas tienen otros dos beneficios importantes.

Do you remember the solar cell attached to a roof I showed before?

¿Se acuerdan del panel solar montado sobre el techo que les mostré antes?

In this case, we install the roof first,

En ese caso instalamos primero el techo,

and as a second layer, the solar cell.

y luego la célula solar en otra capa.

This is adding on the installation costs.

Esto implica más costos de instalación.

In the case of integrated solar cells,

Con las células solares integradas

at the site of construction, only one element is installed,

solo hay que instalar un elemento,

being at the same time the envelope of the building

que es a la vez el envoltorio del edificio

and the solar cell.

y la célula fotovoltaica.

Besides saving on the installation costs,

Además de ahorrar costos en instalación,

this also saves resources,

también economiza recursos

because the two functions are combined into one element.

porque un elemento combina las dos funciones.

Earlier, I've talked about optics.

Antes les hablé de la estética.

I really like this solar panel --

Realmente me gusta este panel solar,

maybe you have different taste or different design needs ...

tal vez Uds. tengan otros gustos o necesidades diferentes...

No problem.

Ningún problema.

With the printing process,

Con el proceso de impresión,

the solar cell can change its shape and design very easily.

la célula fotovoltaica puede cambiar de forma y de diseño muy fácilmente.

This will give the flexibility to architects,

Esto les da flexibilidad a los arquitectos,

to planners and building owners,

planificadores y dueños de edificios

to integrate this electricity-producing technology as they wish.

para incorporar como quieran esta tecnología que genera electricidad.

I want to stress that this is not just happening in the labs.

Quiero enfatizar que esto no está pasando solo en los laboratorios.

It will take several more years to get to mass adoption,

Faltan varios años para llegar a la adopción masiva,

but we are at the edge of commercialization,

pero estamos a punto de empezar la comercialización,

meaning there are several companies out there with production lines.

o sea que ya hay varias empresas con líneas de producción.

They are scaling up their capacities,

Están aumentando sus capacidades,

and so are we, with the inks.

y nosotros también, con las tintas.

(Shoe drops)

(Cae el zapato)

This smaller footprint is much more comfortable.

Esta huella más pequeña es mucho más cómoda.

(Laughter)

(Risas)

It is the right size, the right scale.

Tiene el tamaño adecuado, la escala adecuada.

We have to come back to the right scale when it comes to energy consumption.

Tenemos que volver a la escala adecuada cuando se trata de consumo de energía.

And making buildings carbon-neutral is an important part here.

Y hacer edificios neutros de carbono es una parte importante.

In Europe,

En Europa,

we have the goal to decarbonize our building stock [by] 2050.

tenemos el objetivo de descarbonizar los edificios antes de 2050.

I hope organic photovoltaics will be a big part of this.

Espero que las células fotovoltaicas orgánicas jueguen un gran papel.

Here are a couple of examples.

Aquí hay un par de ejemplos.

This is the first commercial installation of fully printed organic solar cells.

Esta es la primera instalación comercial de células solares orgánicas impresas.

"Commercial" means that the solar cells were printed on industrial equipment.

"Comercial" significa que las células fueron impresas con equipos industriales.

The so-called "solar trees" were part of the German pavilion

Los llamados "árboles solares" formaron parte del pabellón alemán

at the World Expo in Milan in 2015.

en la Exposición Universal de Milán en 2015.

They provided shading during the day

Proporcionaron sombra durante el día

and electricity for the lighting in the evening.

y electricidad para las luces durante la noche.

You may wonder why this hexagonal shape was chosen for the solar cells.

Puede que se pregunten por qué las células solares son hexagonales.

Easy answer:

La respuesta es simple:

the architects wanted to have a specific shading pattern on the floor

los arquitectos querían una sombra con un diseño particular en el suelo

and asked for it,

y lo pidieron,

and then it was printed as requested.

entonces se imprimió así, como lo querían.

Being far from a real product,

Lejos de ser un producto real,

this free-form installation hooked the imagination of the visiting architects

esta instalación libre captó la atención de los arquitectos que la visitaron

much more than we expected.

mucho más de lo que esperábamos.

This other application is closer to the projects

Esta otra aplicación se acerca más a los proyectos

and applications we are targeting.

y las aplicaciones a las que apuntamos.

In an office building in São Paulo, Brazil,

En un edificio de oficinas en San Pablo, Brasil,

semitransparent OPV panels are integrated into the glass facade,

paneles de OPV semitransparentes incorporados en la fachada de vidrio

serving different needs.

satisfacen distintas necesidades.

First, they provided shading for the meeting rooms behind.

Primero, le dan sombra a la sala de reuniones que está detrás.

Second, the logo of the company is displayed in an innovative way.

Segundo, el logo de la empresa se expone de forma innovadora.

And of course, electricity is produced,

Y por supuesto, produce electricidad

reducing the energy footprint of the building.

reduciendo la huella de energía del edificio.

This is pointing towards a future

Esto apunta a un futuro

where buildings are no longer energy consumers,

donde los edificios ya no son consumidores de energía,

but energy providers.

sino proveedores de energía.

I want to see solar cells seamlessly integrated

Quiero ver células solares incorporadas

into our building shells

en el exterior de los edificios

to be both resource-efficient and a pleasure to look at.

para que sean eficientes y también atractivos.

For roofs, silicon solar cells will often continue to be a good solution.

En los techos, los paneles de silicio muchas veces van a seguir sirviendo.

But to exploit the potential of all facades and other areas,

Pero para aprovechar el potencial de todas las fachadas y otras áreas,

such as semitransparent areas,

como las áreas semitransparentes,

curved surfaces and shadings,

las superficies curvas y las sombras,

I believe organic photovoltaics can offer a significant contribution,

creo que las células solares orgánicas pueden contribuir significativamente,

and they can be made in any form architects and planners will want them to.

y se pueden hacer de la forma que quieran los arquitectos y planificadores

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)