Solo ocho laboratorios en todo el mundo han logrado diseñar una célula fotovoltaica con una eficiencia superior al 30%. Uno de ellos está en Australia, y acaba de plantear un objetivo mucho más ambicioso.
Del silicio a la perovskita. La eficiencia de los paneles solares es un porcentaje que expresa cuánta de la energía luminosa que incide sobre una célula fotovoltaica puede ser transformada en electricidad utilizable.
Para los paneles solares convencionales, con células de unión simple de silicio cristalino, el límite teórico es del 33,7%, una cifra que el gigante chino LONGi superó a finales del año pasado con células tándem de silicio cristalino y perovskita, el "material milagroso" de la industria.
El club del 30%. Solo ocho laboratorios han logrado demostrar con éxito una eficiencia superior al 30%. Un equipo dirigido por la profesora Anita Ho-Baillie en la Universidad de Sídney se unió al club en el mes de julio.
Una vez más, la protagonista fue una célula solar monolítica en tándem de silicio y perovskita. Es decir, una única célula fotovoltaica que integra capas de ambos materiales (un proceso llamado heterounión) para absorber diferentes partes del espectro de la luz solar.
Un objetivo impensable. Después de que el récord australiano fuera validado de forma independiente por el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, los investigadores de la Universidad de Sídney revelaron su verdadero objetivo: alcanzar el umbral del 40%.
Es una eficiencia impensable para los paneles solares convencionales, pero está en el límite de lo posible para una célula de silicio y perovskita si se optimiza la capa de perovskita para soportar un voltaje más alto. Algo en lo que trabaja ahora el laboratorio de Sídney gracias a la generosa financiación de la Agencia Australiana de Energías Renovables y la startup SunDrive.
De la doble a la triple unión. La profesora Ho-Baillie dijo a PV Magazine que el límite teórico del tándem es del 40%, pero que una unión triple, en su opinión el futuro de la tecnología solar, podría alcanzar una eficiencia del 50%. La mitad de la luz solar aprovechada como energía.
Ho-Baillie confesó que su equipo trabaja en una célula de unión triple como proyecto paralelo, admitiendo que el problema actual de la tecnología es su durabilidad. Pero también hay avances en este terreno.
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Avances en la durabilidad. Hace unos días, un laboratorio de Hong Kong batió el récord de estabilidad de las células de perovskita tratando químicamente la superficie del material para eliminar sus defectos.
Mediante vapor, los científicos lograron depositar en las perovskitas combinaciones específicas de aminosilanos (compuestos químicos en los que átomos de silicio se unen a grupos orgánicos de amino) para mejorar enormemente el rendimiento de las células y su estabilidad operativa a largo plazo.
Un futuro prometedor. Las perovskitas son una familia de materiales sintéticos con una estructura cristalina que imita al mineral del mismo nombre. Pueden ser "sintonizadas" para absorber luz en el espectro visible e infrarrojo cercano, por lo que en tándem con el silicio producen electricidad de manera más consistente a lo largo del día y en diferentes condiciones climáticas.
Además se pueden adaptar fácilmente a cualquier superficie, por lo que hay quien se plantea convertir todas nuestras ventanas en paneles solares gracias a este material. La fase comercial de su desarrollo todavía está por despegar, pero el futuro es prometedor.
Imagen | NREL
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