Dentro de las tecnologías emergentes MIT para el 2024 la producción de electricidad a través de energías renovables, como la energía solar, cobra alta relevancia. Esto debido a que el futuro tan esperado vendría de la mano con el desarrollo de células y celdas solares supereficientes, como lo son las células solares de perovskita en tándem, una asociación que permitiría la aparición de paneles solares más eficientes, adaptables y asequibles. De ellas hablaremos a lo largo de este artículo de Futuro Eléctrico.
Tabla de contenidos
¿Qué son las células solares de perovskita en tándem?
Lo primero que hay que mencionar es que los dispositivos tándem son aquellos que se crean a partir de la unión de dos células solares de distintos materiales, de tal manera se logra que absorban distintas capas del espectro solar. Gracias a esto, se eleva la eficiencia de conversión, en comparación con lo que lograría cada célula trabajando de manera individual.
Ahora bien, en el caso de las células solares de perovskita en tándem y como su nombre lo indica, estos dispositivos se crean recubriendo el silicio con un material de estructura cristalina única: la perovskita. Este material es especialmente prometedor porque, además de permitir abarcar más ampliamente el espectro solar, es también más fino, ligero, flexible y considerablemente más económico en términos de fabricación.
Aunque la perovskita resulta mucho más eficiente que el silicio y, para algunos, será el material encargado de desbancar a este último, las investigaciones realizadas por la Universidad de Princeton y la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah demostraron que las células perovskitas se degradan fácilmente bajo sombreado parcial, pero al crear un módulo solar en tándem con silicio se enmascara la fragilidad de utilizar un solo material.
Proyectos sobre las células solares de perovskita en tándem
En la actualidad, las células tándem de silicio y perovskita representan una de las grandes innovaciones en el campo y se cree que podrían representar una rápido avance hacia dispositivos más viables y eficientes, por eso es que existen proyectos dedicados a su desarrollo y mejora.
Ejemplo de lo anterior son las investigaciones realizadas por la compañía Swift. Esta startup quiere producir células de esta clase que sean comercializables, ayudando así a la reducción de costes y al aumento de la cantidad de energía renovable. Oxford PV, una empresa británica, también está trabajando para lograr suministrar paneles solares con este tipo de células para finales de 2024.
De la mano con ellas, First Solar —el mayor fabricante solar de Estados Unidos— ha comenzado a liderar en este campo al comprar una de las mayores empresas de perovskita en Europa: Evolar. Y como si no fuera suficiente, la empresa coreana Hanwha Q Cells está invirtiendo más de 100 millones de dólares en una línea piloto de células solares de perovskita en tándem.
Y aunque para los investigadores los proyectos en el campo lograrían resultados verdaderamente relevantes, aún hay algunos expertos escépticos de utilizar la perovskita, incluso en tándem, ya que aún se enfrentan a retos importantes en lo referente a durabilidad y lograr escalar su producción.
Ventajas de las células solares de perovskita en tándem
Sí, para muchos expertos en el campo el camino para llegar a tener células solares de perovskita en tándem verdaderamente eficientes aún es bastante largo y complejo, no se pueden dejar de considerar algunas de las ventajas más importantes que representarían estas herramientas. Entre ellas destacan:
- Mayor eficiencia. Las células solares en tándem han demostrado niveles de conversión de potencia superiores a los que presentan cada célula por separado, alcanzando niveles de eficiencia en laboratorios mayores al 25%. Además, se mejora la estabilidad de polarización inversa.
- Mayor flexibilidad y ligereza. Por otro lado y como ya se recalcó, este tipo de células tienen otras propiedades bastante atractivas, ante todo vinculadas a que logran placas más flexibles y ligeras que las tradicionales, logrando un perfil más bajo y con una incorporación más sencilla a diferentes espacios y edificaciones.
- Suponen menores costes. Debido a que estas células se basan en un material sintético, sus costes de producción son mucho menores que los de las células estándar, las cuales requieren de procesos de extracción y manipulación del silicio antes de que el material pueda ser utilizado. Este tipo de células se produce a través del procesamiento en solución, mismo que se utiliza para producir los periódicos.
Desafíos actuales del tándem de silicio y perovskita
Aunque grandiosas, vale decir que las ventajas anteriores suponen esperanzas a futuro, a lo menos por el momento. Esto teniendo también en cuenta que este tipo de células aún se enfrenta a un desafío importante: se encuentran en fase de desarrollo. Y esto es necesariamente un reto porque el hecho de que no hayan cambiado de estatus implica que quedan algunos problemas por resolver, como lo son la toxicidad de los componentes de la célula y la durabilidad de las mismas.
En lo referente a la toxicidad, se debe mencionar que las células están compuestas por una sustancia llamada Pbl, que se produce cuando la perovskita se descompone y que se cree puede ser cancerígena.
En cuanto a su durabilidad, es necesario trabajar sobre su escasa resistencia al calor y a los cambios climáticos.
Palabras finales
A modo de conclusión es importante tener en cuenta que, aunque aún en fase de desarrollo, las células solares de perovskita en tándem suponen un paso importante para transformar —para bien—una de las energías renovables que, ya por si misma, es altamente exitosa. Aunque queden algunos años para comprender el impacto real de estas células, parece que el futuro es prometedor para ellas.