En las afueras de Brandenburg an der Havel, Alemania, existe una fábrica repleta de innovaciones no reveladas en materia de energía solar. En este lugar, la empresa británica Oxford PV fabrica diligentemente células solares comerciales utilizando perovskitas, materiales fotovoltaicos abundantes y asequibles que muchos consideran el futuro de la energía sostenible. Se trata de un nuevo tipo de célula solar que utiliza perovskita.
En este artículo vamos a contarte todo lo que necesita saber sobre el nuevo tipo de célula solar y su importancia.
Fábrica de tecnologías solar
Rodeada de césped salvaje y un amplio estacionamiento, esta fábrica sirve como humilde cuna para una tecnología potencialmente revolucionaria. Sin embargo, el director tecnológico de la empresa, Chris Case, está innegablemente enamorado de este establecimiento. «Este lugar es la realización de mis aspiraciones más profundas», proclama con inquebrantable entusiasmo.
Son numerosas las empresas, incluida la empresa en cuestión, que apuestan por las perovskitas como catalizador para acelerar el cambio global hacia las energías renovables. Si bien ya han entrado en el mercado algunos productos fotovoltaicos (PV) especializados a base de perovskita, anuncios recientes sugieren que muchos más pronto seguirán su ejemplo. Por ejemplo, según Case, los consumidores pueden esperar tener acceso a paneles solares que incorporen células fotovoltaicas de Oxford a mediados del próximo año. Además, en un acontecimiento digno de mención, Hanwha Qcells, un destacado fabricante de energía fotovoltaica de silicio con sede en Seúl, reveló su intención de invertir 100 millones de dólares en una línea de producción piloto que podría estar operativa a finales de 2024.
La sustancia dominante que se encuentra en el 95% de los paneles solares es el silicio, que ahora están utilizando de una nueva forma Oxford PV, Qcells y otras empresas. En lugar de sustituir el silicio, estas empresas están incorporando perovskita al silicio para formar lo que se conoce como células en tándem. Al combinar estos dos materiales, los tándems pueden aprovechar la energía de una gama más amplia de longitudes de onda de la luz solar, lo que da como resultado un aumento potencial de al menos un 20 % en la producción de energía en comparación con una celda de silicio por sí sola. De hecho, algunos expertos incluso anticipan mejoras mayores en la eficiencia.
Un nuevo tipo de célula solar con tecnología perovskita
Los defensores de la tecnología de perovskita argumentan que el excedente de electricidad generado por las células en tándem tiene el potencial de compensar los gastos adicionales asociados con su implementación, especialmente en regiones urbanas densamente pobladas o complejos industriales donde la disponibilidad de terreno es limitada. «Las empresas de servicios públicos son las que más interés muestran actualmente en nuestra tecnología, ya que se enfrentan a una escasez de terrenos de fácil acceso», explica Case.
Con la inminente llegada al mercado de los tándems perovskita-silicio, el entusiasmo inicial se ha transformado ahora en atrevidos titulares que proclaman la llegada de un material revolucionario y milagroso que sin duda revolucionará el mundo. Sin embargo, es importante reconocer que la industria aún enfrenta dos desafíos importantes en su búsqueda por revolucionar el mercado solar.
La disminución del rendimiento de las perovskitas, en comparación con las del silicio, es significativamente más rápida cuando se exponen a la humedad, el calor y la luz, como lo indican las investigaciones publicadas. Sin embargo, Oxford PV afirma haber abordado este problema a través de su propia investigación privada. Sin embargo, Fabian Fertig, director de I+D de células y obleas de Qcells, responsable del desarrollo de tándems de perovskita-silicio, enfatiza que la estabilidad sigue siendo el principal desafío para la fabricación comercial.
Impacto del nuevo tipo de célula solar perovskita
Además, hay analistas que sostienen que las perovskitas podrían no tener un impacto significativo en el avance de la energía solar, al menos en un futuro próximo. La rápida expansión de la capacidad de fabricación en China, junto con la notable rentabilidad y eficiencia de los módulos de silicio, los ha convertido en el actor dominante en el mercado. En 2022, la energía solar representó aproximadamente 1,2 teravatios (TW) de capacidad de generación global, contribuyendo alrededor del 5% de la generación total de electricidad. Sin embargo, para alcanzar los objetivos climáticos, los estrategas energéticos estiman que el mundo necesitará la asombrosa cifra de 75 TW para 2050.
Esto significa que las instalaciones deben superar los 3 TW por año para mediados de la década de 2030. Afortunadamente, se prevé que la industria fotovoltaica del silicio satisfaga esta demanda, posicionándola como uno de los pocos sectores de tecnología verde que va camino del éxito.
Según Jenny Chase, analista solar de la consultora BloombergNEF en Zurich, Suiza, la tecnología actual que poseemos es más que capaz de producir una cantidad suficiente de electricidad solar para satisfacer la demanda global.
Los perovskitas están a punto de enfrentar su desafío más importante hasta el momento: navegar en el implacable panorama económico del ferozmente competitivo mercado fotovoltaico.
Récords que se han hecho añicos
Mejoras significativas en las capacidades de las perovskitas han alimentado el fervor en torno a su potencial, logrado mediante modificaciones en la composición tanto de los propios cristales como de las células solares derivadas de ellos. La perovskita, término que denota la estructura cristalina de un mineral natural, se replica en cristales sintéticos utilizados en células solares, que pueden fabricarse a partir de una variedad de materiales.
En 2009, una perovskita básica conocida como yoduro de plomo y metilamonio fue capaz de convertir apenas el 3,8% de la energía solar en electricidad. Un avance rápido hasta el día de hoy, las celdas de perovskita han logrado avances significativos, logrando un récord de eficiencia del 26,1 % cuando se utilizan únicamente materiales de perovskita. Esto está sólo una fracción por debajo de la celda de silicio líder. Además, las células de perovskita cuentan con la ventaja de requerir capas delgadas que absorban la luz y utilizar materiales ampliamente disponibles y rentables. Sus defensores argumentan que si las células de perovskita se fabricaran a la misma escala que las de silicio, dejarían una menor huella energética y material.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre el nuevo tipo de célula solar de perovskita y sus características.