Un nuevo tipo de célula solar, hecha de perovskita, un material considerablemente más barato de obtener y usar que el silicio, podría generar tanta energía como las células solares básicas actuales con un rendimiento del 20%. Pero además, ahora investigadores de la Universidad de Electro-Comunicaciones de Tokio han señalado que el rendimiento podría ser incluso superior.
El 25 de abril de 1954 fue un día único en la historia de la investigación sobre las células solares. En esta fecha los científicos de los Laboratorios Bell, en Murray Hill, EEUU, anunciaron la invención de un panel de células solares para convertir la luz solar en electricidad. Estaban hechas de silicio y tenían una eficiencia del 6%, un logro tremendo incluso para los estándares actuales. En particular, se utilizaron estas células solares para dar electricidad a un transmisor de radio y accionar un motor que moviera una rueda Ferris.
Hoy en día, la investigación en paneles solares ha experimentado un avance tan rápido que el silicio para esta tecnología está omnipresente. Se ha convertido en un medio indispensable para la generación de energía para el hábitat humano, para dispositivos portátiles tales como relojes de pulsera e incluso para la exploración del espacio.
Perovskita en vez de silicio
Pero los científicos miran más allá. Quieren producir células solares más eficientes a un coste aún más bajo, y seguir utilizando materiales respetuosos con el medio ambiente. Y lo han conseguido. Informes recientes muestran la eficiencia de conversión de células solares de hasta un 20% de las fabricadas con perovskita, un compuesto trihalogenuro organometálico, que consiguen un alto rendimiento a bajo precio.
La perovskita es un mineral del grupo IV de óxidos, mucho más barato de obtener y emplear que el silicio y mucho más eficiente. Actualmente, los paneles solares cuestan aproximadamente 56 céntimos de euro por vatio, pero utilizando este mineral, los expertos estiman que el coste por vatio pasaría a ser entre 7,5 y 15 céntimos de euro.
Chang, Shen y sus colegas de la Universidad de Electro-Comunicaciones y CREST en Japón, además de la Universitat Jaume I de España, Kyushu Institute of Technology y la Universidad Rey Abdulaziz en Arabia Saudí han colaborado para conseguir que una célula solar basada en el óxido de titanio, como transportador de electrones, con perovskitas para absorber la luz, se haya procesado a sólo 150 grados de temperatura y haya activado la superficie de los nanocables con un rendimiento de hasta el 40% en la eficiencia de conversión de energía de los dispositivos y son estables en aire durante más de 130 días.
Para ello han realizado un análisis del punto cuántico de las células solares y de los movimientos aparentemente suaves que pueden ayudar a entender el movimiento del motor gracias a láseres de pulsos ultracortos, espectrocospía ultrarrápida e información cuántica.
Pros y contras de la perovskita
No todas las perovskitas son válidas para hacer células solares; de hecho “sólo funcionan las que están basadas en plomo, alkil-amonio, yoduro y clorido, productos muy abundantes en el mundo”, explica Henk Bolink, investigador del Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia. Por eso, un factor en su contra es que contiene una pequeña cantidad de plomo, que es tóxico, por lo que habrá que comprobar su grado de toxicidad, para que esto no resulte un obstáculo para su comercialización.
Otro problema es su resistencia, porque las perovskitas se descomponen cuando están en contacto con la atmósfera y así no es posible evaluar la estabilidad a largo plazo. Hay que probar su estabilidad a diferentes temperaturas con el fin de aprender cómo extrapolar los resultados a temperatura ambiente. Por último, sin industrializar es imposible conocer los costes concretos de producción.
A su favor está que los costes de producción se reducirían hasta un 80% respecto a los paneles de silicio, porque necesitan unas 160 veces menos cantidad de material y permite trabajar casi a temperatura ambiente. Unos cálculos que hacen creer a los investigadores que podría sustituir al silicio en tan sólo un par de años.
