La energía solar avanza con fuerza gracias al desarrollo de celdas solares de perovskita/sílice, una tecnología de tercera generación que promete transformar la industria. Un equipo de investigación de la Universidad Politécnica de Hong Kong ha dado un paso significativo en este ámbito, centrándose en mejorar la eficiencia, la estabilidad y la escalabilidad de estas celdas solares.
El objetivo principal de este equipo es aumentar la eficiencia de conversión energética de las celdas de tándem de perovskita/sílice, que actualmente alcanza aproximadamente el 34%, hasta un ambicioso 40%. Este avance no solo marcaría un hito en la tecnología solar, sino que también se alinea con las metas de sostenibilidad del país en cuanto a la neutralidad de carbono.
Colaboración entre academia e industria
El equipo, dirigido por el profesor Li Gang, también profesor titular de tecnología de conversión de energía, incluye a académicos destacados como el profesor Yang Guang. Juntos han realizado un análisis exhaustivo sobre el rendimiento de las celdas de tándem, proponiendo recomendaciones estratégicas para abordar los principales desafíos técnicos que enfrentan.
Desafíos técnicos en la investigación
Uno de los obstáculos más críticos es la inestabilidad intrínseca de los materiales de perovskita cuando están expuestos a factores ambientales como la humedad y la luz ultravioleta. Este problema limita la durabilidad de las celdas solares, un aspecto vital para su uso a gran escala. Además, traducir los dispositivos de laboratorio a módulos comerciales implica superar dificultades relacionadas con la uniformidad y el control de defectos en la fabricación de grandes áreas.
El profesor Gang señala que, aunque los dispositivos a escala de laboratorio han mostrado avances notables en eficiencia, es esencial trabajar en la confiabilidad de estos sistemas. “Debemos centrarnos en minimizar las pérdidas de eficiencia al escalar de dispositivos pequeños a módulos más grandes”, afirma el académico.
Pruebas y sostenibilidad
A pesar de que se han realizado pruebas al aire libre, la información certificada sobre la confiabilidad a largo plazo de las celdas de tándem de perovskita/sílice es escasa. Para evaluar su viabilidad comercial, los investigadores sugieren implementar pruebas de estabilidad aceleradas, conforme a estándares establecidos por la Comisión Electrotécnica Internacional.
Consideraciones medioambientales y reciclaje
Aunque los materiales base de perovskita son relativamente económicos, el uso de elementos raros y metales pesados como el plomo en muchos diseños plantea preocupaciones tanto ambientales como regulatorias. Por ello, los investigadores proponen desarrollar alternativas sostenibles y estrategias de reciclaje efectivas para facilitar la comercialización de estas tecnologías.
La colaboración entre la academia y la industria es crucial para avanzar en la investigación y producción de celdas solares de perovskita/sílice. Esta sinergia multidisciplinaria, que une la ciencia de materiales, la ingeniería de dispositivos y el modelado económico, es fundamental para lograr las metas de eficiencia y costo en electricidad. “Afrontar estos desafíos científicos es esencial para lograr costos de electricidad nivelados más bajos”, concluye el profesor Guang.
Un futuro prometedor para la energía solar
El deseo del equipo es que su investigación facilite la transición de esta innovadora tecnología de la fase de laboratorio a la producción comercial. Al hacerlo, esperan contribuir a la estrategia nacional de alcanzar la neutralidad de carbono y proporcionar una fuente estable de energía renovable de alta eficiencia. Esto es particularmente relevante para industrias que consumen grandes cantidades de energía, como la inteligencia artificial, ayudando así a transformar de manera significativa la estructura energética hacia un modelo más sostenible.
El avance en la tecnología de celdas solares de perovskita/sílice no solo representa un avance científico, sino también un paso crucial hacia un futuro más verde y eficiente en la producción y uso de energía renovable.
