Revolución en energía solar: ¡Células de perovskita para el futuro!

Revolución en energía solar: ¡Células de perovskita para el futuro!

La investigación sobre nuevos materiales para la energía fotovoltaica está cobrando impulso. Particularmente prometedoras son las perovskitas, que se consideran una alternativa rentable a las clásicas células solares de silicio. Estos hallazgos provienen de investigadores de la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU), que trabajan intensamente en el flujo de electricidad en materiales de perovskita en el Campus de Energía de Nuremberg (EnCN). Las células de perovskita tienen el potencial de provocar una revolución en la energía solar.

Las células solares de perovskita tienen varias ventajas. Su producción es más barata en comparación con las células solares convencionales, que se basan en semiconductores de silicio que consumen mucha energía. También alcanzan una alta eficiencia de más del 26 por ciento y muestran una alta tolerancia a los defectos. Esta propiedad les permite conservar sus propiedades optoelectrónicas incluso en presencia de defectos en la estructura cristalina. Sin embargo, el uso de plomo como componente de estas células también supone una clara desventaja, ya que plantea riesgos medioambientales y para la salud.

Investigación sobre la estabilidad a largo plazo

Un tema central de la investigación actual es la estabilidad a largo plazo de las células solares de perovskita. Un equipo internacional dirigido por el profesor Antonio Abate llevó a cabo un estudio para investigar los efectos de los ciclos de temperaturas extremas en estos materiales. La parte experimental del estudio implicó variaciones de temperatura entre -150 °C y +150 °C, que simularon el comportamiento de las microestructuras y las interacciones entre las capas de las células en condiciones extremas. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature Reviews Materials.

Los investigadores descubrieron que el estrés térmico desempeña un papel crucial en la degradación de las perovskitas de haluros metálicos. Estas células pueden alcanzar eficiencias de hasta el 27 por ciento, aunque su estabilidad a largo plazo en uso en exteriores se considera cuestionable. Idealmente, los módulos solares deberían ofrecer rendimientos estables durante al menos 20 a 30 años para que sean económicamente viables.

Pasos necesarios para mejorar

Para mejorar la estabilidad en condiciones reales, los investigadores de la FAU están desarrollando criterios para la tolerancia a defectos en las conexiones de semiconductores. El proceso de fabricación de células de perovskita podría optimizarse mediante mejoras en la calidad cristalina, así como capas tampón adecuadas. También son necesarios protocolos de prueba estandarizados para determinar la estabilidad durante los cambios de temperatura para comprender mejor los desafíos del uso en exteriores.

En resumen, la investigación sobre las perovskitas ofrece una perspectiva prometedora para la obtención de células solares duraderas y de bajo coste que puedan adaptarse más fácilmente a diversas aplicaciones. A pesar de los desafíos, especialmente en lo que respecta a la estabilidad a largo plazo y el contenido de plomo, un mayor desarrollo específico de estas tecnologías podría ser crucial para la dirección futura de la energía fotovoltaica. Los investigadores de la FAU están trabajando para hacer predicciones confiables sobre materiales respetuosos con el medio ambiente con el fin de encontrar soluciones a largo plazo.