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1 de Septiembre de 2015
Energía

Placas solares de perovskita

Un material en alza tal vez permita fabricar células solares más baratas y eficientes que las basadas en silicio.

LOS VARIADOS COLORES de las películas de perovskita permiten usarlas para tintar ventanas y paredes al mismo tiempo que generan electricidad. [Plamen Petkov; muestras suministradas por Matthew T. Klug, Belcher Group y Anna Osherov, Bulovic Group, Instituto de Tecnología de Massachusetts]

En síntesis

El silicio ha dominado el mercado de los paneles solares durante décadas. En los últimos años, las células fabricadas con un material cristalino en alza, la perovskita, se han acercado rápidamente a los niveles de eficiencia del silicio.

Las perovskitas pueden sintetizarse a bajas temperaturas, lo que augura un coste menor. Sus películas son flexibles y coloreadas, por lo que se prestan a un abanico más amplio de aplicaciones que las de silicio, rígidas y opacas.

Sin embargo, aún persisten grandes desafíos. Las células de perovskita deben protegerse de la humedad, se degradan con facilidad y contienen plomo, un material tóxico. Y las células más eficientes son, por el momento, demasiado pequeñas.

En Japón, sentado en un bar en penumbra al caer la noche, el entonces estudiante de posgrado Michael Lee garabateaba en un posavasos de cerveza una lista de compuestos químicos antes de que se le olvidaran. Ese mismo día, un grupo de científicos de la Universidad Toin de Yokohama habían compartido generosamente con él una receta para construir dispositivos fotovoltaicos basados en perovskita, un material novedoso que sustituía al silicio tradicional. Sin embargo, aquellas células solo convertían el 3,8 por ciento de la luz solar en electricidad, por lo que habían pasado desapercibidas para el mundo. Pero Lee estaba inspirado. Tras aquella misión de acopio de datos, en 2011, regresó al Laboratorio Clarendon de la Universidad de Oxford, donde los tres trabajábamos en esa época, y llevó a cabo una serie de modificaciones que dieron lugar a la primera célula solar de perovskita con una eficiencia de conversión superior al 10 por ciento. Su invención desencadenó el equivalente a una fiebre del petróleo en el área de las energías limpias. En los años siguientes, investigadores de todo el mundo se lanzaron a desarrollar células de perovskita más eficientes.

En noviembre de 2014, el Instituto de Investigación en Tecnología Química de Corea estableció un nuevo récord al lograr una eficiencia del 20,1 por ciento. En tres años, el rendimiento original se había multiplicado por cinco. En comparación, y tras décadas de desarrollo, las células de silicio se han estancado en niveles cercanos al 25 por ciento, un objetivo que quienes estudiamos las perovskitas tenemos en el punto de mira. De hecho, ya prevemos su presentación comercial, tal vez a través de una empresa derivada como Oxford Photovoltaics, cofundada por uno de nosotros (Snaith).

Las perovskitas resultan atrayentes por varios motivos. Los materiales necesarios para sintetizarlas abundan. Pueden combinarse con facilidad, de forma económica y a bajas temperaturas para crear películas delgadas con una estructura altamente cristalina, similar a la que se obtiene en las obleas de silicio tras un costoso tratamiento a altas temperaturas. Quizás algún día puedan procesarse carretes de láminas de perovskita finas y flexibles (y no gruesas y rígidas, como las de silicio) en impresoras especiales para fabricar revestimientos y paneles solares ligeros, plegables y hasta de distintos colores.

Con todo, antes de destronar al silicio las células de perovskita aún habrán de superar algunos obstáculos importantes. Los prototipos actuales no son mayores que una uña, por lo que todavía no pueden competir con los grandes paneles de silicio. Además, la seguridad y estabilidad a largo plazo de las células tendrá que mejorar considerablemente, una batalla que se prevé ardua.

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