Nuevas células de perovskita de estaño prometen paneles solares más estables y ecológicos

Un nuevo estudio del centro de investigación HZB y la Universidad de Potsdam podría marcar un antes y un después en la tecnología solar. Los investigadores han descubierto que ciertos materiales basados en estaño, usados para fabricar células solares de perovskita, contienen diez veces menos iones móviles que los materiales tradicionales con plomo. Esta diferencia es clave, porque la movilidad de estos iones es una de las principales responsables de que las células solares actuales se degraden con el tiempo.

Las perovskitas son materiales que han revolucionado la investigación fotovoltaica durante la última década. Con ellas, se ha logrado aumentar la eficiencia de los paneles solares experimentales desde un 4% hasta más del 27%, una cifra comparable a la de las tecnologías comerciales. Pero tienen dos grandes problemas: su estabilidad no es la ideal y, en la mayoría de los casos, contienen plomo, un metal tóxico.

La alternativa más prometedora es sustituir ese plomo por estaño. Este metal no es tóxico y podría lograr, en teoría, incluso mejores resultados que el plomo. Sin embargo, la tecnología aún está en sus primeras fases. El equipo liderado por el Dr. Artem Musiienko quiso entender por qué las células solares de perovskita se degradan y cómo evitarlo, y se centró en estudiar el comportamiento de los iones dentro del material.

Cuatro tipos

Durante el estudio analizaron cuatro tipos de perovskitas ampliamente utilizadas en investigación. Midieron cuántos iones móviles contenía cada una y cómo se desplazaban a través del material. Descubrieron que las perovskitas con plomo eran las que más iones móviles tenían. Las que combinaban plomo y estaño mostraron una cantidad menor, y las de estaño puro tenían menos todavía. Pero lo más sorprendente apareció cuando probaron una perovskita de estaño fabricada con un disolvente alternativo: su densidad de iones móviles era diez veces menor que la de las perovskitas con plomo.

Según los investigadores, esta diferencia se traduce en una mayor estabilidad. Las células solares hechas con esta nueva perovskita de estaño fueron capaces de funcionar más de 600 horas sin mostrar signos importantes de degradación. Además, el equipo comprobó que las perovskitas de estaño tardan hasta cinco veces más en deteriorarse que las de plomo, una señal esperanzadora para su uso futuro.

Para Musiienko, el mensaje del estudio es claro: “Las perovskitas de estaño tienen un potencial enorme. Si seguimos investigándolas, podemos mejorar mucho su estabilidad y también su eficiencia”. El avance abre una vía prometedora hacia paneles solares más ecológicos, duraderos y eficientes, basados en materiales que podrían reemplazar al plomo y superar sus limitaciones.