Nuevos tipos de células solares: el potencial de la perovskita

En las afueras de Brandenburg an der Havel, Alemania, se encuentra una fábrica que promete revolucionar el futuro de la energía solar. Allí, la empresa británica Oxford PV produce células solares que emplean perovskitas, un material que muchos consideran clave para el futuro de la energía solar. Estas células representan un nuevo tipo de tecnología basada en la perovskita, que podría cambiar el panorama de las energías renovables.

Fábrica de tecnologías solares

La fábrica de Oxford PV está rodeada de un paisaje tranquilo, pero en su interior se desarrollan innovaciones que podrían transformar la producción de energía solar. Chris Case, el director tecnológico de la empresa, describe el lugar como “la realización de mis aspiraciones más profundas”.

Oxford PV, junto con otras empresas como QCells, ha puesto su fe en la tecnología de perovskita. Este material fotovoltaico, relativamente barato y fácil de obtener, ha mostrado un gran potencial en mejorar la eficiencia de los paneles solares. De hecho, se espera que para el próximo año entren al mercado paneles solares comerciales con células de perovskita-silicio.

En cuanto a otras empresas en este campo, Hanwha QCells anunció su intención de invertir 100 millones de dólares en una línea de producción para células solares en tándem, integrando silicio y perovskita, una tecnología que estará operativa a finales de 2024. Esto muestra que las grandes marcas están apostando fuerte por esta innovación.

Un nuevo tipo de célula solar con tecnología perovskita

Lo fascinante de las células solares hechas con perovskita es su capacidad para captar una mayor cantidad de luz solar en comparación con las células de silicio convencionales. Al integrar ambos materiales, a través de lo que se conoce como células solares en tándem, se puede aumentar la eficiencia total de conversión energética. Mientras que las células solares de silicio por sí solas pueden llegar hasta un 26% de eficiencia, las células en tándem con perovskita superan fácilmente ese límite, logrando hasta un 31,6%, como demostró recientemente el Instituto Fraunhofer.

Las células en tándem tienen la ventaja de capturar una mayor gama de longitudes de onda solares. Esto permite una producción energética hasta un 20% superior en comparación con las células tradicionales de silicio. Sin embargo, el costo inicial de las perovskitas sigue siendo un reto, aunque los defensores de esta tecnología señalan que, en zonas urbanas densas o complejos industriales donde el terreno es limitado, la mayor generación de electricidad compensará rápidamente los gastos adicionales.

Impacto del nuevo tipo de célula solar perovskita

El impacto de esta tecnología es significativo. A diferencia de las células de silicio, las de perovskita pueden fabricarse a temperaturas mucho más bajas, lo que reduce el costo de producción. Además, son más flexibles y ligeras, y pueden aplicarse en superficies más diversas, como balcones o incluso marcos de ventanas.

Se espera que el mercado de energía solar necesite hasta 75 teravatios (TW) de capacidad instalada para 2050 frente a los 1,2 TW actuales. A pesar de los avances en las perovskitas, el reto sigue siendo su durabilidad. Aun así, importantes avances en materiales y tratamientos de superficie, como la pasivación, están mejorando considerablemente su estabilidad a largo plazo.

Por ejemplo, investigadores han descubierto que la pasivación utilizando aminosilanos puede mejorar tanto la eficiencia como la estabilidad operativa de las células de perovskita. Gracias a estos tratamientos, se ha logrado conservar hasta el 95% de la eficiencia original después de 1.500 horas de uso en condiciones extremas.

Récords en eficiencia

Las células solares de perovskita han evolucionado muy rápidamente. Mientras que en 2009 apenas podían convertir un 3,8% de la luz solar en energía, las versiones actuales ya alcanzan un 26,1% de eficiencia, e incluso 31,6% en su forma en tándem con silicio, como mencionamos antes.

Además, algunos laboratorios de todo el mundo están explorando versiones aún más avanzadas de estas células, como las células tándem perovskita-perovskita, que prescinden por completo del silicio, y que ya han alcanzado una eficiencia del 28,49%. Si bien estas versiones todavía están en desarrollo, ofrecen la posibilidad de una generación energética aún mayor gracias a su capacidad para capturar distintas partes del espectro solar con materiales mucho más baratos que el silicio.

En términos prácticos, estos avances no solo superan los límites tradicionales de las células solares, sino que podrían reducir el costo general de estas tecnologías, haciéndolas más accesibles y flexibles para una amplia gama de aplicaciones. Esto es clave para la adopción masiva de la energía solar en todo el mundo.

Con todas estas innovaciones, aunque todavía existen desafíos por resolver, como la degradación ante la humedad o el calor, la perovskita está en camino de generar una auténtica revolución en la industria de la energía renovable. Si los avances en durabilidad logran igualar a los de eficiencia, es probable que las perovskitas superen a las tecnologías actuales y cambien radicalmente la forma en que el mundo consume energía solar.

Al observar cómo esta tecnología sigue batiendo récord tras récord, no cabe duda de que estamos en la cúspide de una nueva era para la energía solar, una era donde la energía limpia será más eficiente, accesible y viable que nunca.