La perovskita se posiciona para doblegar al silicio en los paneles solares del futuro

En los últimos años, la energía solar ha experimentado un crecimiento impresionante debido a su capacidad para generar electricidad de manera limpia y sostenible. Los paneles solares de silicio han dominado el mercado, pero ahora una nueva tecnología está emergiendo con el potencial de revolucionar la industria: las celdas solares de perovskita.

Tanto es así que un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han alcanzado una eficiencia récord mundial del 24,35% con una superficie activa de 1 cm2. Antes de la hazaña récord del equipo de la NUS, la mejor célula solar de perovskita de 1 cm2 registraba una eficiencia de conversión de potencia del 23,7%.

La perovskita es un material cristalino que se ha convertido en una sensación en la investigación de la energía solar. Su nombre proviene del mineral perovskita, que fue descubierto en los montes Urales en el siglo XIX. La perovskita utilizada en las celdas solares es un compuesto químico con una estructura similar a la del mineral original.

"Para hacer frente a este reto, emprendimos un esfuerzo dedicado a desarrollar tecnologías innovadoras y escalables destinadas a mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita de 1 cm2. Nuestro objetivo era salvar la brecha de eficiencia y liberar todo el potencial de los dispositivos de mayor tamaño", declaró el profesor adjunto Hou Yi, director del equipo de investigación de la NUS.

Y añadió que "basándonos en más de 14 años de desarrollo de células solares de perovskita, este trabajo representa el primer caso de una célula solar de perovskita de estructura invertida que supera a las células solares de perovskita de estructura normal con un área activa de 1 cm2, y esto se atribuye principalmente al innovador material transportador de carga incorporado en nuestras células solares de perovskita".

Futuro

Los prometedores resultados comunicados por el equipo de la NUS marcan un hito fundamental en el avance hacia la comercialización de una tecnología de células solares de perovskita de bajo coste, eficientes y estables.

Sobre la base de este emocionante avance, Hou y su equipo pretenden ampliar aún más los límites de la tecnología de células solares de perovskita.

El equipo también está trabajando para convertir las células solares en módulos ampliando las dimensiones de las células solares de perovskita y demostrando su viabilidad y eficacia a mayor escala.

Ventajas

Las ventajas del uso de la perovskita podría resumirse en tres puntos:

1. Mayor eficiencia: Una de las principales ventajas de las celdas solares de perovskita es su alta eficiencia en la conversión de la luz solar en electricidad. A medida que la investigación ha avanzado, la eficiencia de estas celdas ha aumentado significativamente, superando en algunos casos el récord de eficiencia del silicio.
2. Bajo costo de producción: La perovskita se puede producir utilizando métodos de fabricación relativamente simples y de bajo costo, como la impresión por deposición de capas delgadas. Esto representa una ventaja significativa en comparación con el silicio, cuyo proceso de fabricación es más complejo y costoso.
3. Versatilidad: La perovskita es un material versátil que se puede adaptar y aplicar en diversas formas, como recubrimientos flexibles y semitransparentes. Esta propiedad abre un amplio abanico de posibilidades para su integración en diferentes tipos de dispositivos, incluidos paneles solares integrados en edificios, ventanas y dispositivos electrónicos portátiles.

Desafíos y limitaciones

A pesar de su prometedor potencial, las celdas solares de perovskita aún enfrentan algunos desafíos y limitaciones que deben superarse antes de que se conviertan en una alternativa generalizada a los paneles solares de silicio. Sus desventajas podrían resumirse de la siguiente manera:

1. Estabilidad a largo plazo: La perovskita es menos estable que el silicio, lo que significa que puede degradarse más rápidamente con la exposición a la humedad, la luz y el calor. La investigación se centra en encontrar formas de mejorar la estabilidad de las celdas solares de perovskita para garantizar su durabilidad a largo plazo.
2. Escalabilidad: Aunque los métodos de fabricación de perovskita son más simples que los del silicio, la producción a gran escala aún no se ha logrado de manera eficiente. Se requiere un enfoque en la escalabilidad de los procesos de fabricación para satisfacer la creciente demanda de energía solar.
3. Toxicidad: Algunas formulaciones de perovskita contienen materiales tóxicos, como el plomo, lo que plantea preocupaciones ambientales y de seguridad. Los investigadores están trabajando en el desarrollo de formulaciones de perovskita más seguras y respetuosas con el medio ambiente.

A pesar de los desafíos que enfrenta, la combinación de las ventajas de eficiencia, bajo costo de producción y versatilidad hace que las celdas solares de perovskita sean una opción atractiva para una amplia gama de aplicaciones. Además de los paneles solares convencionales, la perovskita también tiene el potencial de ser utilizada en dispositivos portátiles y wearables, sistemas de energía integrados en edificios y muchas otras aplicaciones.