Los paneles solares llevan años formando parte del paisaje urbano, coronando los tejados y azoteas de edificios. Pero ¿y si la generación fotovoltaica pudiera extenderse también a fachadas, ventanas u otras superficies, multiplicando la capacidad de captación y, con ello, la cantidad de energía producida? La nanotecnología podría hacerlo posible.
La energía solar fotovoltaica ha encontrado en esta tecnología un aliado para mejorar su eficiencia y ampliar sus aplicaciones. Las células solares de perovskita (PSC) -cuyo éxito radica en la capacidad de la nanotecnología para maximizar su rendimiento-, están logrando cifras superiores a la eficiencia de conversión fotovoltaica de los paneles convencionales formados por silicio.
Una reciente investigación internacional liderada por IMDEA Nanociencia ha desarrollado una célula de perovskita con una eficiencia certificada del 25,2%, que emplea nuevos materiales que mejoran su durabilidad y las acercan a su llegada al mercado. Este tipo de células utilizan capas muy finas y pueden ser flexibles, semitransparentes y ligeras, de forma que se pueden aplicar sobre casi cualquier superficie, a diferencia de lo que ocurre con las tecnologías convencionales. Su versatilidad, posible gracias al control de la materia a escala nanométrica, es la que abre un nuevo horizonte al desarrollo de aplicaciones innovadoras y formas de integrar la energía solar.
Imprimir la nueva generación de células solares
La investigadora Mónica Lira-Cantú lidera un grupo de estudio en el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) que trabaja en desarrollar células solares altamente estables y adaptables a diferentes aplicaciones. "Hacemos materiales muy controlados a escala nanométrica en forma de tinta" en un proceso, que según explica la investigadora a Planet Energy, tras poner los materiales en disoluciones se puede obtener una “nueva generación de tipo de células solares por impresora o por otro tipo de métodos".
Esto permitiría integrar la fotovoltaica en superficies antes impensables como tejidos, plásticos que permiten ser enrollados con facilidad o sustratos flexibles entre otros materiales. "Imagina en un futuro un bañador con células fotovoltaicas con el que puedas cargar directamente tu teléfono", aventura la experta.
Dicha versatilidad podría abrir nuevas opciones que, en opinión de Lira-Cantú, van desde aplicaciones militares o deportivas, con soluciones que puedan desplegarse sobre tiendas de campaña, integrarse en las velas de una embarcación o la carrocería de los vehículos, hasta aplicaciones más cotidianas de nuestro día a día.
Fachadas que producen energía
El potencial es amplio, pero uno de los campos que podría beneficiarse más de esta evolución es el de la arquitectura. Recientemente, el instituto alemán Fraunhofer FEP ha desarrollado módulos fotovoltaicos "visualmente indistinguibles" de las fachadas de los edificios, capaces de mantener hasta el 80 % del rendimiento.
Para ello, los investigadores han empleado una técnica denominada "litografía de nanoimpresión roll-to-roll", que permite, gracias a la nanotecnología, integrar los módulos solares en las fachadas sin alterar el diseño. No se trata sólo de integrar paneles, sino de transformar cualquier superficie arquitectónica en un elemento más para generar energía.
En paralelo, una reciente investigación del Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL) ha diseñado un “espejo nanoestructurado” que mejora la eficiencia de las células solares ultrafinas y mitiga las pérdidas de energía. Un avance que, según sus investigadores, acerca la “creación de células solares ligeras y flexibles” con la “eficiencia necesaria” para aplicaciones reales.
Es innovador, además de por su diseño, por la técnica con la que se fabrica: la litografía de nanoimpresión en un solo paso abarata y simplifica el proceso, lo que, en palabras del investigador principal del equipo del INL, Pedro Salomé, marca el inicio del camino a la “producción a escala industrial”.