Un avance clave que acerca la revolución definitiva de las celdas fotovoltaicas: perovskita que mantienen el 98% de eficiencia a 90ºC
El potencial de las células solares de perovskita es enorme porque combinan bajo coste, alta eficiencia y una fabricación mucho más sencilla que la del silicio tradicional. Ahora, un nuevo avance mejora su estabilidad manteniendo su rendimiento durante largos periodos bajo altas temperaturas; el cambio podría acelerar su llegada al mercado lo que será un antes y un después.
Mientras que en el coche eléctrico el electrolito sólido es el santo grial, en el sector de los paneles fotovoltaicos este gran avance está centrado en las celdas de perovskita.
Durante años, estas celdas solares han sido vistas como la gran alternativa barata al silicio. Prometen costes más bajos y procesos de fabricación más sencillos, pero siempre han arrastrado el mismo problema: su falta de estabilidad. Ahora, un equipo de investigadores ha logrado acercarse a una solución real, y lo hace cambiando el enfoque habitual. Ya no se trata solo de conseguir más eficiencia, sino de lograr que esa eficiencia dure.
El avance, publicado en la revista Science, llega desde la Universidad de Rice, donde han desarrollado una nueva fórmula química que mejora la resistencia de estos materiales frente al calor y el paso del tiempo. En sus pruebas de laboratorio, las nuevas películas de perovskita han conseguido mantener el 98% de su eficiencia tras 1.200 horas funcionando a 90ºC, una cifra que empieza a situarlas en un terreno mucho más cercano a aplicaciones reales.
El punto de partida es sencillo de explicar, pero complejo de ejecutar. Las perovskitas tienen una ventaja clara frente al silicio: pueden procesarse como líquidos o vapores, lo que simplifica enormemente su fabricación. El problema es que su estructura cristalina no siempre se comporta como debería. En lugar de absorber la luz, puede cambiar a una forma menos útil que la refleja, reduciendo su rendimiento.
Para evitarlo, los investigadores han introducido dos aditivos clave en la solución inicial. Por un lado, una perovskita bidimensional que actúa como guía para el crecimiento de los cristales. Por otro, cloruro de formamidinio, que regula cómo se forman esos cristales. La combinación de ambos permite un crecimiento más ordenado y estable, evitando las irregularidades que suelen acabar en degradación.
El resultado es una estructura más robusta, donde los cristales se organizan de forma uniforme. Esto no solo mejora la eficiencia, sino que estabiliza lo que se conoce como la fase negra, la única realmente útil en una célula solar. Esta fase es la que permite absorber la luz de forma eficiente, y su estabilidad es clave para el rendimiento a largo plazo.
Uno de los grandes problemas de las perovskitas basadas en formamidinio es su tendencia a volverse inestables debido a desajustes estructurales. Hasta ahora, el calor podía corregir temporalmente esa situación, pero al enfriarse el material volvía a deteriorarse. Con este nuevo enfoque, ese ciclo se rompe. La formación controlada de los cristales evita que el material tenga que “recolocarse” continuamente.
Además, los investigadores han descubierto que el cloro no solo ayuda en la formación, sino que también cambia la forma en la que el material se degrada. En lugar de seguir el camino habitual hacia una fase amarilla menos eficiente, el material toma una ruta alternativa mucho más lenta. En la práctica, esto significa que la degradación sigue ocurriendo, pero lo hace de forma mucho más progresiva.
Otro aspecto interesante es el tamaño y la alineación de los cristales. Las nuevas películas presentan estructuras más grandes y mejor organizadas, lo que reduce los puntos débiles donde suele comenzar el deterioro. Es un detalle clave, porque muchas veces el fallo no viene de todo el material, sino de pequeñas imperfecciones que acaban extendiéndose.
Para validar los resultados, el equipo ha desarrollado un sistema de pruebas propio capaz de analizar hasta 100 dispositivos al mismo tiempo. Esto supone un salto importante frente a métodos anteriores, mucho más lentos y limitados. Gracias a ello, han podido obtener datos más sólidos y reproducibles en menos tiempo.
Las implicaciones de este avance van más allá de un simple laboratorio. Si se confirma su escalabilidad, podría abrir la puerta a una adopción mucho más amplia de las perovskitas, especialmente en configuraciones combinadas con silicio. Este tipo de células solares en tándem ya han demostrado que pueden superar el 30% de eficiencia, una cifra que empieza a marcar diferencias claras frente a las tecnologías actuales.
En definitiva, no estamos ante una revolución inmediata, pero sí ante un paso muy importante. La perovskita sigue siendo una promesa, pero cada vez menos lejana. Y si consigue resolver definitivamente su talón de Aquiles, la estabilidad, podría convertirse en uno de los pilares de la energía solar en los próximos años.
