La innovación en energías renovables ha alcanzado un nuevo hito con el desarrollo de celdas solares en tándem de perovskita y CIGS, un avance liderado por investigadores chinos que supera las limitaciones tradicionales de la energía fotovoltaica. Este descubrimiento, con una eficiencia récord del 29,36%, marca un antes y un después en la industria, ofreciendo una alternativa más eficiente y asequible a los paneles solares convencionales de silicio.
La perovskita: de material imposible a clave en la energía solar
Descubierta en el siglo XIX, la perovskita llamó la atención por su estructura cristalina única, pero durante décadas fue considerada inviable para la generación de energía solar debido a su inestabilidad y rápida degradación en condiciones ambientales adversas.
Sin embargo, recientes avances en ingeniería de materiales han mejorado su durabilidad y eficiencia, logrando que las celdas solares en tándem de perovskita y silicio alcancen eficiencias superiores al 40%. Esto ha convertido a la perovskita en una de las tecnologías más prometedoras para la transición energética global.
El avance chino: celdas solares en tándem de perovskita y CIGS
Investigadores de la Universidad Normal del Noroeste de China han desarrollado una célula solar en tándem, combinando una capa superior de perovskita con una inferior de CIGS (cobre-indio-galio-seleniuro). Esta estructura permite captar un espectro de luz más amplio, maximizando la conversión de energía solar en electricidad.
¿Cómo funciona esta nueva tecnología?
- Absorción de fotones de alta y baja energía:
- La capa superior de perovskita, semitransparente, absorbe los fotones de alta energía.
- La capa inferior de CIGS captura los fotones de menor energía, optimizando el uso de la luz solar.
- Mejoras en estabilidad y pureza del material:
- Aplicación de un tratamiento químico con disolventes (solvent-annealing) usando dimetil sulfóxido (DMSO).
- Proceso de calentamiento escalonado a 100°C y luego a 80°C, lo que mejora la estructura cristalina y reduce impurezas.
- Resultados del experimento:
- Eficiencia de la capa superior de perovskita: 21,26%.
- Factor de bifacialidad (capacidad de captar luz desde ambos lados): 92,2%.
- Eficiencia total de conversión de la célula: 29,36%, estableciendo un nuevo récord en celdas solares de cuatro terminales (4T).
Impacto en la industria fotovoltaica
1. Mayor eficiencia con menor espacio
Gracias a su alta eficiencia, estas nuevas celdas solares pueden generar más electricidad en menos superficie, reduciendo costos de instalación y aumentando la viabilidad de proyectos solares en viviendas, empresas e infraestructuras públicas.
2. Reducción de costos y mayor accesibilidad
La combinación de perovskita y CIGS permite producir paneles solares más ligeros, pequeños y económicos, lo que facilita su adopción masiva en comparación con los paneles tradicionales de silicio.
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3. Alternativa viable a los paneles solares convencionales
Los avances en resistencia y durabilidad han eliminado una de las principales barreras para la comercialización de la perovskita. Con una producción a gran escala, esta tecnología podría sustituir progresivamente a los paneles solares de silicio.
Un futuro impulsado por la perovskita
Con una eficiencia del 29,36%, las celdas en tándem perovskita-CIGS han redefinido los estándares de la energía solar. Lo que antes se consideraba imposible, hoy se perfila como una de las tecnologías más disruptivas del sector.
A medida que se perfeccionan los métodos de producción y se superan los desafíos de estabilidad, la perovskita podría convertirse en la base de la energía fotovoltaica del futuro, acelerando la transición hacia un mundo más sostenible.
China, con este avance, reafirma su liderazgo en la innovación energética, cambiando las reglas del juego y dejando claro que la energía solar aún tiene un gran potencial por explotar.
