Llegan al mercado paneles solares más potentes, baratos y pequeños
Químicos de Hong Kong y Londres quieren sacar al mercado en unos meses un nuevo sistema fotovoltaico, que se estima será casi una décima más eficiente que los paneles actuales y a mitad de precio. Además, podrían ubicarse en ventanas o superficies curvas.
Perovskita: menor precio, más potencia y menos espacio ocupado
Investigadores de Londres y Hong Kong han mejorado las células solares de perovskita, material que suele describirse como un milagro tanto para el futuro de la generación de energías renovables como para la consecución de los objetivos de emisiones cero. Su precio podría ser un 30-50 % inferior al de los paneles de silicio actuales.
La base de la perovskita son los cristales de fórmula ABX3, donde A y B son dos cationes, es decir, partículas con carga positiva, y X es un anión, es decir, partículas con carga negativa que conectan los cationes. En fotovoltaica, existen diferentes grupos químicos, según su capacidad para convertir la luz en electricidad pero siempre tienen esta misma configuración, que es más laxa que la estructura sólida del silicio.
La principal ventaja es que los paneles solares de perovskita son ligeros, flexibles, más eficientes y pueden fabricarse a temperaturas más bajas y, por tanto, más baratos que los paneles convencionales de silicio. Las empresas pueden imprimirlos en cintas flexibles y aplicarlos a las ventanas, ampliando así enormemente el potencial de la energía fotovoltaica. Un metro cuadrado de paneles de silicio podría sustituir entre 0,6 y 0,7 m² de células fotovoltaicas de perovskita.
Hasta ahora, el problema era la mayor reactividad química e inestabilidad de este material milagroso, ya que a altas temperaturas y humedad, su vida útil se acorta considerablemente. Y eso es exactamente lo que un equipo de científicos de la City University de Hong Kong y el Imperial College de Londres ha conseguido resolver este año y publicar sus resultados en la prestigiosa revista científica Science.
Las propiedades problemáticas se mejoraron con lo que se llama ferroceno, un compuesto estudiado en todo el mundo desde hace décadas por sus propiedades únicas: cuenta con hierro en el centro rodeado de anillos de carbono, y tiene muchos electrones. Así, los científicos londinenses utilizaron compuestos organometálicos en una capa de transición que ayuda a la perovskita a transferir mejor la energía solar captada a las capas inferiores para convertirla gradualmente en electricidad. Además, han unido otro grupo químico a los anillos de carbono, lo que también mejora la consistencia de la perovskita en todo el proceso.
El sistema fotovoltaico resultante fue el primero de su clase en el mundo en alcanzar una eficiencia de hasta el 25 % durante las pruebas. Que es la fracción de la energía que puede recoger de una superficie irradiada y convertirla en energía eléctrica. Los paneles de silicio actuales rondan el 17 %.
Por si fuera poco, los paneles solares de perovskita con una capa de ferroceno han sido capaces de mantener el 98 % de su eficiencia original tras más de 1.500 horas de iluminación continua. También cumplen las normas internacionales de fotovoltaica avanzada y tienen una gran estabilidad en condiciones de calor húmedo, es decir, 85 °C y 85 % de humedad relativa.
Hasta que la Universidad de Hong Kong y la Universidad de Londres saquen al mercado las células de perovskita el año que viene, seguirán experimentando con otras configuraciones de ferroceno que puedan aumentar aún más el rendimiento y la estabilidad de los equipos. Los paneles de silicio son eficientes pero caros, y necesitamos urgentemente nuevos paneles solares para acelerar la transición a las energías renovables. Unas células de perovskita estables y eficientes podrían acabar ampliando el uso de la energía solar, desde una fuente de electricidad para los países en desarrollo hasta una nueva generación de wearables.