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Estamos a puertas de presenciar una nueva revolución tecnológica, que permitirá aumentar significativamente el “factor de planta” o eficiencia de los actuales paneles fotovoltaicos construidos de silicio que se encuentra entre el 15% y el 18% pero han debido de pasar más de 50 años para que se alcanzasen estas cifras. Recientemente un equipo de científicos de la Universidad de Zhejiang de China Un equipo de investigadores ha desarrollado un innovador panel solar híbrido que emplea perovskita en variantes desordenadas, logrando así una eficiencia superior. Al estudiar la posibilidad de combinar este mineral, originario de Rusia, con otros elementos y reorganizarlos de manera inédita, los científicos obtuvieron resultados sobresalientes. La perovskita es un mineral raro que ha empezado a utilizarse en la fabricación de paneles solares, alcanzando niveles de eficiencia superiores al 20%. Estas células solares se han posicionado como las más eficientes disponibles en la actualidad y están impulsando el crecimiento más rápido en el sector de la energía solar. Lo llamativo de todo esto es que, a pesar de su alta eficiencia, los costos de producción de la perovskita son llamativamente bajos, lo que la convierte en una opción muy atractiva.
Pero la pregunta entonces, es ¿por qué el silicio sigue siendo el principal material en la mayoría de los paneles solares? El mayor obstáculo es que las células de perovskita aún se encuentran en una etapa de desarrollo debido a su limitada durabilidad. Aunque tienen un gran potencial, enfrentan desafíos importantes como la toxicidad elevada y una vida útil reducida. A pesar de esto, los investigadores son optimistas y esperan que estas células estén listas para el mercado en los próximos años.
Es fundamental recordar que la eficiencia de un panel solar depende principalmente del diseño de la celda, así como del tipo y la pureza del silicio utilizado. Hoy en día, las células de silicio con una eficiencia superior al 16-17% se consideran de alto rendimiento.
Mientras que la perovskita posee propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas excepcionales, y en condiciones de laboratorio ya ha alcanzado una eficiencia superior al 23%, hasta 5 puntos más que las células de silicio. Sin embargo, su principal desafío sigue siendo la estabilidad, ya que estos paneles tienden a degradarse con rapidez.
¿Los Chinos lo volvieron a hacer?
Un equipo de científicos de China ha diseñado un panel solar revolucionario utilizando una estructura llamada “perovskita híbrida de alta entropía” (HEHP). Este nuevo diseño se basa en el concepto de desorden dentro de los elementos que componen el panel para mejorar la captación de luz solar.
En contraste con los paneles solares tradicionales, que emplean capas inorgánicas organizadas, este enfoque combina de manera desordenada capas de materiales orgánicos e inorgánicos. Esta innovación ha logrado resultados sorprendentes.
El nuevo panel no solo ha mostrado una eficiencia mejorada, sino que también ha demostrado una resistencia superior al agua y al estrés térmico en comparación con las versiones anteriores. Las pruebas realizadas confirmaron que el panel soporta mejor las altas temperaturas y mantiene su estabilidad durante exposiciones prolongadas a las condiciones ambientales extremas.
Un equipo de científicos en China ha creado un monocristal que exhibe una notable resistencia y estabilidad cuando se expone al agua y al calor húmedo. Tras obtener estos resultados positivos, decidieron incorporar el monocristal en una película solar dentro de una estructura fotovoltaica tradicional para probar su adaptación.
El panel solar híbrido incluye un sustrato de óxido de indio y estaño (ITO), una capa de transporte de electrones (ETL), óxido de estaño (SnO2) para mejorar la absorción de la perovskita, y un contacto metálico de plata (Ag).
Al comparar este panel híbrido con un panel solar convencional que no emplea la tecnología HEHP, los datos obtenidos fueron notoriamente favorables. En condiciones idénticas de irradiancia, el panel híbrido logró una eficiencia de conversión energética del 25,7%, superando al panel convencional, que alcanzó solo un 23,2%. Este avance sugiere que la nueva tecnología podría pronto salir del ámbito experimental y comenzar a desempeñar un papel importante en la industria de paneles solares. La cual teóricamente, podrían lograr una eficiencia superior al 43%, muy por encima de los números registrados por las celdas solares de silicio convencional. Este nuevo desarrollo podría ayudar a la humanidad en el difícil camino del cambio energético a energías menos contaminantes.
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