Martes, 10 de junio de 2025
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La mayoría de los paneles solares están compuestos por silicio, capaz de transformar entre el 17 y el 19% de la luz solar en energía utilizable. Hoy, este semiconductor tiene competencia y se llama perovskita, un mineral que ha irrumpido con fuerza en el laboratorio para revolucionar la generación de energía solar a un coste menor
Foto por EFE Sherwin
De sobra es conocida la capacidad de España para producir energía solar, una fuente renovable, segura y eficiente. Ya sea en grandes parques fotovoltaicos que alcanzan las 50.000 hectáreas en España o para uso doméstico, los paneles solares son un elemento con el que cada vez estamos más familiarizados. Las células solares convencionales que conforman estas placas están formadas principalmente por silicio, que es capaz de transformar en energía utilizable entre el 17 y el 19% de la luz solar que capta, un indicador que mide su nivel de eficiencia. Tras años de desarrollo, es posible encontrar ya paneles solares de alta eficiencia que alcanzan entre el 20 y el 23% de conversión fotovoltaica.
Pero ¿cómo se convierten los rayos del sol en electricidad? Cuando la luz solar incide en un panel, las células fotovoltaicas absorben las partículas de luz, los llamados fotones, y liberan electrones en un proceso que genera una corriente eléctrica que, posteriormente, se transforma en electricidad. Es por ello que la comunidad científica investiga nuevas soluciones para incrementar los niveles de conversión fotovoltaica ante el gran reto de obtener más energía útil en la misma superficie. Y, en esa carrera, las células solares de perovskita (PSC) se sitúan a la cabeza.
Eficiencia, flexibilidad y precio
Este nuevo material, descubierto en 2009, es un tipo de célula solar elaborada a partir de un mineral compuesto de óxido de calcio y titanio, cuya aplicación está llamada a romper el límite teórico Shockley-Queisser, fijado en un 33,7% para células solares convencionales. Según detalla el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid, el desarrollo tecnológico en laboratorio de los PSC ha pasado en solo 15 años del “2,8% al 27,7% de conversión fotovoltaica”, superando así “los límites de eficiencia de las mejores células solares de silicio”.
Este éxito lo ejemplifica la Universidad de Oxford. Un equipo científico del Departamento de Física del prestigioso centro británico desarrolló el año pasado un nuevo material ultrafino -hasta 150 veces más delgado que una oblea de silicio- basado en el enfoque multiunión, que ha conseguido una eficiencia energética superior al 27%, certificada por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón (AITS).
“Creemos que, con el tiempo, este enfoque podría permitir que los dispositivos fotovoltaicos alcancen eficiencias superiores al 45%”, auguró el investigador postdoctoral en Física de la Universidad de Oxford, Shuaifeng Hu, tras la publicación del estudio realizado en laboratorio.
Al basarse en un material sintético que se puede producir a bajo coste, su precio es otra de las ventajas de estas células solares, en comparación con el silicio, un material mucho más difícil de extraer. Y al tratarse de una película delgada -más flexible y ligera-, podría cubrir casi cualquier superficie: desde techos de vehículos hasta edificios, ventanas o incluso teléfonos móviles.
Las células tándem: de alternativa a complemento
Como se explicaba anteriormente, las células solares de silicio convierten en torno a un 20% de la energía solar, o, si se hace la lectura en sentido inverso, se podría decir que desaprovechan el 80% de la luz solar, mientras que las células solares de perovskita captan un espectro más amplio de luz en una sola célula.
Uniendo el potencial de ambos componentes se obtienen las células tándem, en las que la perovskita se sitúa en la parte superior de la célula absorbiendo la luz de alta energía con longitudes de onda más cortas, al tiempo que el silicio cristalino queda debajo para capturar luz de baja energía de ondas más largas. Pasando de alternativa a complemento, estas células permiten, a ojos de los expertos, superar el límite de eficiencia teórico de una sola celda solar.
El récord de eficiencia lo marca la compañía china de tecnología solar Longi, con una conversión del 34,85% certificada por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EEUU (NREL) que supera su propio registro anterior del 34,6% datado en junio de 2024.
La durabilidad, su ‘kriptonita’
Escalar la producción de esta tecnología del laboratorio a la fase comercial es el siguiente escenario. A pesar de sus múltiples ventajas, las células de perovskita están, en la actualidad, limitadas por su durabilidad, ya que se degradan más rápidamente al exponerse continuamente al sol. Paradójicamente, la luz que requieren para convertir en electricidad es, a la vez, su mayor obstáculo.
En este sentido, el Grupo FQM-204 de la Universidad de Córdoba, con la participación del Instituto Tecnológico de Georgia, ha logrado mantener el rendimiento de la celda fotovoltaica tras mil horas de exposición solar gracias a un “ajuste geométrico” en una prueba a escala de laboratorio. Un avance que constata esta alternativa a los paneles tradicionales sentando las bases del nuevo paradigma de la energía solar.
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