¿Células solares de perovskita capaces de durar 30 años?

Las perovskitas son semiconductores con una estructura cristalina especial que las hace muy adecuadas para la tecnología de las células solares. Pueden fabricarse a temperatura ambiente, utilizando una cantidad de energía muy inferior a la requerida por la fabricación de células solares de silicio, lo que hace que su producción sea más barata y sostenible. Y mientras que el silicio es rígido y opaco, las perovskitas pueden hacerse flexibles y transparentes. Esto da a las células solares de perovskita claras ventajas sobre las de silicio en cuanto a sitios donde se las puede instalar. Las células solares de perovskita tienen el potencial de ampliar los sitios de generación de electricidad mediante energía solar mucho más allá de los tejados en los que reposan los paneles solares clásicos.

Por desgracia, a diferencia del silicio, las perovskitas son notoriamente frágiles. Las primeras células solares de perovskita, creadas entre 2009 y 2012, solo duraban unos minutos.

Poco a poco, se han ido solucionando sus limitaciones. Y ahora, unos ingenieros de la Universidad de Princeton en Estados Unidos han desarrollado la primera célula solar de perovskita con una vida útil comercialmente viable, marcando un hito importante para esta clase emergente de tecnología de energía renovable. El equipo de investigación y desarrollo estima que su dispositivo puede funcionar por encima de los estándares de la industria durante unos 30 años, mucho más que los 20 años utilizados como umbral de viabilidad para las células solares comerciales.

La nueva célula solar, creada por el equipo de Lynn Loo, no solo es muy duradera, sino que también cumple con todos los criterios comunes de eficiencia. Es la primera de su clase que, en cuanto a rendimiento, compite claramente contra las células solares basadas en el silicio, que han dominado el mercado desde su introducción en 1954.

La vida útil prevista de la nueva célula solar representa un aumento de cinco veces con respecto al récord anterior, establecido por una célula solar de perovskita de menor eficiencia en 2017. Ese dispositivo funcionó bajo iluminación continua a temperatura ambiente durante un año. El nuevo dispositivo funcionaría durante cinco años en condiciones de laboratorio similares.

Dado que no es viable realizar una prueba de 30 años de duración, Loo y sus colegas recurrieron a la estrategia del envejecimiento acelerado, que permite predecir la vida útil de un dispositivo con bastante fiabilidad y en un plazo de tiempo relativamente breve. El método empleado acelera el proceso de envejecimiento iluminando el dispositivo mientras lo calienta.

Diversos diseños de células solares de perovskita expuestos a una luz brillante y a altas temperaturas durante un proceso de envejecimiento acelerado llevado a cabo por ingenieros de la Universidad de Princeton para calcular su vida útil en condiciones normales. (Foto: Bumper DeJesus)

Loo y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nueva célula solar en la revista académica Science, bajo el título “Accelerated aging of all-inorganic, interface-stabilized perovskite solar cells”. (Fuente: NCYT de Amazings)