El futuro de la energía solar pasa por las perovskitas. Y están un paso más cerca de ser comercialmente viables

El futuro de la energía solar pasa por las perovskitas. Y están un paso más cerca de ser comercialmente viables
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Las perovskitas dan un paso al frente para revolucionar la energía fotovoltaica. Investigadores de la Universidad de Princeton acaban de desarrollar la primera célula solar con este material que alcanza una vida útil que resulta viable a nivel comercial. Según los cálculos del equipo, su dispositivo puede funcionar superando los estándares de la industria durante cerca de tres décadas, lo que supera con creces los 20 años que se fijan habitualmente como umbral de viabilidad. Su durabilidad y niveles de eficiencia lo convierten en un firme competidor para las células basadas en silicio.

A día de hoy cerca del 95% de los paneles se elaboran con silicio, material que domina el mercado desde mediados de los años 50. Las perovskitas —una familia de materiales de estructura cristalina— presentan sin embargo algunas ventajas importantes para el desarrollo de las células solares: se pueden fabricar a temperatura ambiente y con menos energía que el silicio, con lo que su producción resulta bastante más económica y sostenible. A diferencia del silicio, rígido y opaco, además, las perovskitas pueden ser transparentes y flexible, lo que les brinda mayor versatilidad.

No todo son fortalezas, por supuesto. Las perovskitas pueden resultar más maleable, pero también frágiles y al menos en un inicio duraban muy poco. Las primeras células, desarrolladas entre 2009 y 2012, aguantaban apenas unos minutos. Con el paso de los años ese hándicap se ha superado y el nuevo dispositivo supera ya en cinco veces el récord anterior, de 2017. Ante iguales condiciones de laboratorio, con una iluminación continua y a temperatura ambiente, funcionaría cinco años.

"Proyectar de una forma impresionante"

Para Lynn Loo, profesor de la Universidad de Princeton, tan o más importante que el dispositivo desarrollado por su equipo es el método que ha desarrollado para probarlo.

Más allá del récord de durabilidad de la célula o que haya arañado un nuevo récord, el equipo ha conseguido desarrollar un sistema que permite testar y anticiparse a la respuesta de las células de perovskitas con el paso de los años, algo que hasta ahora no resultaba prioritario debido a la elevada fragilidad que presentaba el material. “Lo realmente emocionante es que ahora tenemos una manera de probar estos dispositivos y saber cómo funcionarán a largo plazo”, comenta.

“Al crear un prototipo para estudiar la estabilidad y mostrar lo que se puede extrapolar [a través de pruebas aceleradas], está haciendo el trabajo que todos quieren ver antes de comenzar las pruebas de campo a escala. Permite proyectar de una forma realmente impresionante”, añade Joseph Berry, del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, en un comunicado de la universidad. El proceso de envejecimiento acelerado ayuda también a valorar otro factor clave de los dispositivos: su estabilidad, requisito esencial para que pueda generalizarse su uso en la industria.

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Como señalaba en 2021 Ignacio Mártil de la Plaza, doctor en Física uy catedrático de Electrónica de la Universidad Complutense, las perovskitas, denominación genérica con la que nos referimos a una familia de materiales de estructura cristalina, es "el santo grial" de las tecnologías fotovoltaicas.

"Son baratas, fáciles de fabricar y cuando se juntan en tándem con el silicio rondan el 30% de eficiencia", explica el experto: "Su enorme interés en las fotovoltaicas procede de unas propiedades que las hacen óptimas desde el punto de vista teórico para convertir la energía solar en eléctrica". Ya entonces Mártil indicaba que una de las grandes desventajas del material es la rapidez con la que se degradan en contacto con el ambiente, con una elevada sensibilidad a la humedad y el calor.

La apuesta por los nuevos materiales llega además en un contexto clave, con las renovables generando ya el 40% de la energía de España y un peso destacado de la eólica y solar. "Con los planes de instalación de nuevas plantas fotovoltaicas y eólicas de aquí a 10 años no tengo grandes dudas de que eso va a ser un hecho. Creo que cuando finalice esta década el cien por cien de la electricidad la podremos generar con fuentes renovables", señalaba Mártil en 2020.

Imágenes | Princeton University

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