Paneles solares de perovskita: la nueva era fotovoltaica

Uno de los factores que ha permitido la masificación de los paneles solares fotovoltaicos son sus costos (aunque la eficiencia también es muy importante), ya que en los últimos años se han abaratado. Frente a las tradicionales celdas solares de silicio, que tienen una máxima eficiencia del 22%, ha surgido una nueva tecnología que es la de perovskita. Veamos en qué consisten.

Los paneles solares fotovoltaicos hechos de células de perovskita

Estos elementos consisten en un conjunto de semiconductores, los cuales tienen una estructura cristalina específica estos materiales, cuando están juntos, tienen una propiedad muy curiosa. Y es que absorben un espectro de luz solar muy amplio, que incluye al infrarrojo cercano a las longitudes de onda que son visibles.

Este atributo las hace excepcionales para la construcción de celdas en paneles solares, para la conversión de los rayos solares en electricidad, dando una eficiencia que puede llegar al 24 %. Por lo que tienen una clara ventaja sobre las convencionales de silicio. Adicionalmente, su proceso de fabricación es de baja temperatura y muy simple.

Esto porque su construcción es con base en materiales que son muy baratos y, para su recubrimiento, se utilizan soluciones. Todo ello hace que su elaboración tenga un bajo costo, especialmente cuando se produce en serie. A pesar de sus ventajas indiscutibles, también tiene algunos inconvenientes.

El principal se refiere a su durabilidad, pues mientras los módulos de silicio tienen una vida útil que puede llegar a los 25 o 30 años, los actuales de perovskita alcanzan escasamente entre los siete y los 10 años. Esto porque sus materiales tienden a ser muy inestables cuando son expuestos al calor extremo, luz ultravioleta y la humedad.

Adicionalmente, financieramente tiene el problema de escalabilidad puesto que llevar los resultados del laboratorio a una fabricación en serie no está exento de complejidades. Aunque recientes investigaciones han conseguido un método de fabricación de paneles solares con perovskita que es muy prometedor.

Células solares en tándem

Una gran solución para el más grande inconveniente de esta tecnología en paneles solares, referido a la inestabilidad y corta vida útil de las células solares hechas con estos elementos, es el uso de la configuración tándem. Esta consiste en la creación de una célula fotovoltaica híbrida de perovskita y silicio que combina lo mejor de ambos materiales.

Para ello se coloca una capa de perovskita sobre otra de silicio, por lo que se eliminan los problemas de inestabilidad y vida útil de la perovskita. Por otra parte, en pruebas de laboratorio se observa un incremento en el rendimiento que puede llegar al 30 %, lo que ha resultado asombroso.

Esto porque cada componente absorbe una parte del espectro de la luz solar. La perovskita absorbe las longitudes de onda más cortas, mientras que el silicio hace lo propio con las más largas. Por esta característica, los módulos fotovoltaicos de esta tecnología, aprovechan gran parte de la luz natural para producir electricidad.   

Recientemente se han producido anuncios sensacionales, como el presentado por la empresa china LONGi Green Energy Technology Co., Ltd., que se especializa en componentes de energia solar. En sus investigaciones ha trabajado sobre la tecnología de células fotovoltaicas híbridas de perovskita y silicio.

Por lo que ha construido varios modelos que han alcanzado un rendimiento del 30 %, lo que es algo sin precedentes. Asimismo, científicos de la Universidad de Colorado Boulder en los Estados Unidos, han descubierto una nueva técnica para la fabricación de las tándem que mejora su uniformidad, por lo que incrementa su durabilidad.

Aunque esta tecnología aún no se está comercializando, hay buenas perspectivas al respecto, por lo que se espera que puedas adquirirlas en un plazo no mayor a cinco años. Te invitamos a leer nuestro próximo artículo, que trata sobre los módulos solares bifaciales ¡No te lo puedes perder!

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