China encontró el Santo Grial de la energía solar, el elemento que faltaba. Cabe destacar que la tecnología solar fotovoltaica que domina el mercado actual es la de silicio cristalino. El país oriental es el mayor productor de paneles de este tipo, aunque países como Alemania y Estados Unidos cuentan con algunos desarrollos propios.
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Statista informa que el mayor productor de silicio del mundo, con un volumen más de diez veces superior al de Rusia (en el segundo puesto) es China. El podio se completa con Brasil, con una producción de alrededor de 390.000 toneladas métricas. Algunas de las mayores corporaciones del sector de semiconductores son los fabricantes de dispositivos integrados (IDM).
En este contexto, destacan Intel, Samsung Electronics, SK Hynix y Micron Technology. La firma estadounidense Intel recuperó su puesto de líder en 2023, después de que Samsung Electronics se lo sacara de las manos en 2022. Otras entidades destacadas de la industria global son las empresas de semiconductores sin fábricas, como Qualcomm y Nvidia, que colaboran íntimamente con fundiciones como Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC).
China se supera a sí misma: halla el Santo Grial de la energía solar
Ahora, China ha decidido superarse a sí misma con el uso de un elemento que aumenta la durabilidad de los paneles solares convencionales. Esta vez, los paneles solares no están hechos de silicio, sino de perovskita. La Universidad de Pekín presentó recientemente el avance más contundente de durabilidad en células de perovskita.
Hasta ahora, este había sido el punto más débil del silicio. Un equipo de investigadores del centro académico mencionado diseñó una célula de perovskita con una eficiencia del 24%, parecida a la que ofrecen los paneles solares de silicio, que conserva el 99% de su rendimiento tras 1.100 horas de actividad en temperaturas extremas.
Las células de perovskita se tratan de la tecnología más relevante del momento para producir energía solar a bajo coste. Este elemento cuenta con una estructura cristalina que absorbe la luz solar de forma muy eficiente, pero a diferencia de las células de silicio, se fabrican a través de procedimientos sencillos, con materiales más asequibles, y en películas flexibles.
China da un paso más allá con la perovskita: aumenta su durabilidad
El mercado solar ya dispone de paneles solares comerciales de perovskita que se implementan a gran escala, sobre todo en áreas complejas de China. No obstante, este prometedor elemento acarrea un problema. Uno de los componentes clave de las células de perovskita, el yoduro de formamidinio y plomo (FAPbI₃), es difícil de estabilizar cuando se encuentra a temperatura ambiente.
Además, registra una cierta tendencia a la degradación cuando queda expuesto a la luz solar por largos periodos. Este escenario es inoportuno para un panel solar. La degradación del FAPbI₃ de como resultado que las células solares de perovskita pierdan su eficiencia rápido y sean inviables cuando se las compara con los paneles de silicio, con una duración de 30 años.
Decimos que pierden eficacia porque empiezan a convertir menos cantidad de luz en electricidad. Bajo estas circunstancias, China ya ha empezado a hacer pruebas con este otro material.
China halla la solución para relanzar los paneles solares de perovskita
Pero la perovskita todavía no tiene los días contados. Un laboratorio de la Universidad de Pekín ha trazado una nueva técnica de “intercalación-decalación” de yodo, que inyecta átomos de yodo en la estructura del FAPbI₃ para lograr una mejor organización de sus componentes. Después, descarta el yodo sobrante durante el calentamiento.
La clave radica en facilitar la conformación de bloques de plomo y yodo, cuyos átomos quedan unidos compartiendo esquinas en la estructura de la perovskita. Favoreciendo esta disposición, se acota la movilidad de iones que, de otra forma, contribuirán a la degradación del material con el paso del tiempo. El yodo actúa como estabilizador para mejorar la cohesión interna de la célula.
Este mecanismo permitió que los investigadores de China adquirieran una película de perovskita de alta calidad, sin residuos amenazando su rendimiento. Su eficiencia de conversión de energía es del 24% y, tras operar por más de 1.100 horas a 85ºC, mantiene el 99% del rendimiento inicial.
Con este experimento, China encontró el Santo Grial de la energía solar, el elemento que faltaba para cubrir montañas con dispositivos infalibles. Siguiendo esta línea, Japón presenta el primer panel solar invisible de la historia con un material que asegura que es mejor que la perovskita.
