Las perovskitas son una de las mejores bazas de las tecnologías fotovoltaicas. No lo decimos nosotros; lo defiende Ignacio Mártil de la Plaza, doctor en Física y catedrático de Electrónica en la Universidad Complutense de Madrid. Este experto en tecnologías avanzadas de células solares nos explicó durante la conversación que mantuvimos con él a principios de 2021 que las perovskitas han recorrido en diez años el mismo camino que el silicio tardó cincuenta años en recorrer.
El término perovskita es una denominación genérica que identifica a una familia de materiales cuya estructura cristalina es parecida a la de un material llamado titanato de calcio. No obstante, lo más importante es que su atractivo procede de unas propiedades que las hacen óptimas desde el punto de vista teórico para convertir la energía solar en energía eléctrica. Además de por su alta eficiencia, las perovskitas destacan porque es posible fabricarlas con materiales que son muy abundantes en la corteza terrestre, como el carbón, el nitrógeno o el hidrógeno.
Sin embargo, no todo son buenas noticias. Y es que actualmente las que mejor funcionan son las que contienen plomo, y es un elemento químico muy contaminante. De hecho, en algunos países europeos, como Suiza, las han prohibido. Durante los últimos años se está investigando mucho para reemplazar el plomo por otro elemento parecido, y el estaño parecía un buen candidato. La faena es que las células solares que lo contienen no son tan buenas como las de plomo porque tienen una eficiencia mucho más baja. Afortunadamente, este panorama parece estar a punto de cambiar.
Las perovskitas sin plomo y con una eficiencia del 24,1% ya se ven en el horizonte
Desde que las perovskitas saltaron a la palestra en el ámbito de las tecnologías fotovoltaicas muchos grupos de investigación diseminados por todo el planeta se han puesto manos a la obra con el propósito de desarrollar su tecnología y conseguir que este tipo de paneles solares sea viable comercialmente. Los primeros resultados prometedores llegaron hace tiempo, pero pocos son tan interesantes como los que ha alcanzado un equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Nanyang y la Agencia para la Ciencia, que son dos instituciones científicas de Singapur.
Estos investigadores han conseguido producir células solares con perovskitas libres de plomo y con una eficiencia del 24,1%
Estos investigadores han publicado un interesantísimo artículo en la revista científica Nature Energy en el que explican con detalle que han conseguido producir células solares con perovskitas libres de plomo y con una eficiencia del 24,1%. No está pero que nada mal como punto de partida. En unión aislada las perovskitas hasta ahora habían alcanzado una eficiencia aproximada del 25,5%, y en tándem con silicio de un 29,5%. Son dos valores competitivos, pero lo que hace tan atractiva la investigación de estos científicos de Singapur es, precisamente, que sus células solares no contienen plomo. Esto es lo que sobre el papel marca la diferencia.
La estrategia que les ha permitido obtener este resultado es ingeniosa. Muy a grandes rasgos lo que han hecho ha sido reemplazar el plomo por un compuesto que contiene zinc y amonio, entre otras sustancias, y que, según sus pruebas, es más efectivo que los materiales con los que habían trabajado hasta ahora. El desafío que tienen ahora por delante consiste en encontrar la forma de escalar esta tecnología para que sea posible utilizarla en la producción de células solares para aplicaciones comerciales.
Este proyecto y otros similares que están siendo desarrollados en otros países pintan bien, y probablemente alguno llegará a buen puerto. Crucemos los dedos para que sea así. Está en juego la tecnologías de la próxima generación de paneles solares. En cualquier caso, hay algo que está fuera de toda duda: las perovskitas son actualmente la mejor baza de las tecnologías fotovoltaicas, y todo el esfuerzo que se está realizando para hacerlas viables comercialmente merece la pena.
Imagen de portada: Kindel Media
Más información: Nature Energy
