Organic solar cells: life cycle assessment as a research tool to reduce payback time and environmental impacts

espanolLas sociedades modernas estan llamadas a repensar y redisenar el modelo energetico a otro mas sostenible si se quiere conservar el equilibrio ecologico. Las energias renovables como tecnologias de bajas emisiones pueden hacer frente a los objetivos del cambio climatico. La luz del sol, en particular es una posible solucion como recurso abundante y distribuido que es. De entre las tecnologias fotovoltaicas existentes, una nueva generacion, la fotovoltaica organica (OPV) se ha desarrollado de manera exponencial en los ultimos cinco anos, mostrando un gran potencial. Estos dispositivos estan compuestos de materiales polimericos semiconductores, depositados sobre sustratos flexibles. A pesar de que siguen siendo grandes los retos a superar, hay una investigacion activa en el campo la fisica de materiales tema que ha permitido, por ejemplo, que la eficiencia de los dispositivos se haya multiplicado por diez durante la ultima decada. Estos avances llevan a esperar que aparezcan metodos de produccion rapidos, baratos y de bajo impacto sobre el medio ambiente. En esta tesis, se han preparado dispositivos fotovoltaicos organicos en dos escalas: a nivel de laboratorio, y mediante metodos de produccion masiva o roll-to-roll. El gran potencial que esta tecnologia puede ofrecer se ha cuantificado a traves de analisis de ciclo de vida (LCA). Estos estudios han tratado de establecer los parametros que son fundamentales en la fabricacion de estos dispositivos a escala semi industrial y cuantificar el potencial de la tecnologia de celulas solares de polimeros. Los resultados de la aplicacion de esta metodologia a la produccion de impresos modulos polimericos a escala semi industrial, mediante varias rutas han sido prometedores. EnglishIn view of the world energy panorama, modern societies are urged to rethink and redesign the energy model into a more sustainable one if they want to preserve an ecological balance. Renewable energies as low-carbon technologies can tackle climate change targets. Sunlight in particular, as the most abundant resource and sustainable resource, is a possible solution. Among the existing photovoltaic technologies, organic photovoltaics (OPV) has evolved in an exponential way in the last five years exhibiting a large potential. Despite that there are still important challenges to overcome, there is an active research in this subject that has enabled for example that the efficiency of the devices has increased by a factor of 10 during the last decade. These progress lead to expect fast, cheap and low environmental impact production methods. In this thesis, OPV devices have been prepared by different methods and the great potential of this technology has been quantified through life cycle assessment (LCA) methods. LCA studies on production of printed polymeric modules at semi industrial scale have been carried out, showing promising results. The studies have sought to establish the parameters that are critical for the beneficial use of polymer solar cells in society and to firmly demonstrate where the potential of the polymer solar cell technology is.