Perovskita con silicio, ¿lo mejor de ambos mundos para un panel solar?

Muchos países se han comprometido a reducir las emisiones de gases con efecto invernadero para cumplir el objetivo climático de las Naciones Unidas de evitar que el aumento de la temperatura de la Tierra no llegue a 1,5 grados centígrados en 2050. Las tecnologías de energías renovables, en particular los paneles solares, desempeñarán un papel importante en los esfuerzos encaminados a lograr estos objetivos.

A fin de aprovechar al máximo el potencial de la luz solar, el recurso energético más abundante del mundo, se han dedicado durante décadas muchos esfuerzos científicos para maximizar la cantidad de energía que se puede extraer del Sol. Las células solares de silicio han venido dominando el campo, pero desde hace poco hay un rival que promete disputar su liderazgo: las células solares de tipo perovskita, así llamadas por ciertas similitudes clave con el mineral de ese nombre.

Ahora el equipo de Christina Kamaraki, de la Universidad de Bath en el Reino Unido, ha comprobado cómo el emparejamiento de las perovskitas de haluro metálico con el silicio convencional da lugar a una célula solar híbrida más potente que supera el límite de eficiencia práctica del 26% que es el máximo que las células de silicio alcanzan por sí solas.

El resultado es una eficiencia claramente superior, que en su último récord ha llegado al 29,52%.

Desde el punto de vista de los materiales, las perovskitas cumplen todos los requisitos optoelectrónicos de una célula fotovoltaica y pueden fabricarse mediante procesos industriales ya existentes. Estas características hacen de la perovskita un complemento perfecto para la tecnología del silicio, ya que puede depositarse como una capa sobre una célula solar de silicio convencional.

Una célula solar en tándem de perovskita sobre silicio. (Foto: Oxford PV)

La composición básica del material de la perovskita está disponible en las cadenas de suministro existentes, lo que facilita una ampliación rápida de la tecnología y puede ser de gran ayuda para cumplir los ambiciosos objetivos de la energía solar que, de alcanzarse, podrán hacer frente al cambio climático global. Además, la mayor potencia de las células en tándem de perovskita sobre silicio podría compensar la huella de carbono que supone la producción del silicio de alta pureza necesario para las células fotovoltaicas.

En consecuencia, tal como ha descubierto el equipo de Kamaraki, añadir perovskita a las células fotovoltaicas de silicio ya existentes es la forma más rápida de mejorar el rendimiento del silicio, ya que evita los problemas industriales asociados a la introducción de una tecnología completamente nueva. Y de hecho este diseño híbrido ha culminado en un modelo práctico que está ya a punto de comenzar a comercializarse.

Kamaraki y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus últimos avances en la revista académica Applied Physics Letters, con el título "Perovskite / silicon tandem photovoltaics: Technological disruption without business disruption". (Fuente: NCYT de Amazings)