Las celdas solares de perovskita dan un salto histórico y ya superan el 30% de eficiencia

Un grupo de investigadores chinos ha logrado uno de los avances más importantes de los últimos años en el sector fotovoltaico. Un equipo del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE), perteneciente a la Academia China de Ciencias, ha conseguido desarrollar unas nuevas celdas solares de perovskita capaces de superar la barrera del 30% de eficiencia, manteniendo además una elevada estabilidad tras largas sesiones de funcionamiento.

El hito no muy importante. Las celdas solares de perovskita llevan años señaladas como una de las grandes promesas para revolucionar la energía solar gracias a su bajo coste de fabricación, menor peso y enorme potencial frente a los paneles tradicionales de silicio. El problema es que hasta ahora seguían arrastrando importantes dificultades relacionadas con su durabilidad y con la complejidad de fabricar estructuras estables y eficientes.

Los investigadores chinos aseguran haber encontrado una solución gracias a una nueva estrategia química capaz de controlar mejor el crecimiento de los cristales durante el proceso de fabricación. El resultado ha sido una celda solar tándem de perovskita rígida con una eficiencia certificada del 30,3%, mientras que las versiones flexibles han alcanzado el 28%.

La clave está en sincronizar la cristalización de los distintos materiales que forman estas celdas. Hasta ahora, uno de los principales problemas era que las diferentes capas cristalizaban a velocidades distintas, provocando defectos internos, tensiones y pérdidas de rendimiento con el paso del tiempo. Para evitarlo, el equipo aplicó una estrategia basada en la teoría ácido-base duro-blando, utilizando aditivos específicos que permiten controlar de forma mucho más precisa la formación de los cristales.

Más eficiencia y mayor estabilidad para acelerar la energía solar flexible

El nuevo método no solo ha permitido mejorar la uniformidad de las capas internas, también ha reducido la aparición de defectos estructurales y ha evitado la redistribución desigual de elementos químicos dentro de la celda, algo que hasta ahora limitaba seriamente la vida útil de este tipo de tecnologías.

Gracias a ello, las celdas de banda ancha aumentaron su eficiencia del 18,5% al 20,1%, mientras que las de banda estrecha pasaron del 21,6% al 23,3%. Una mejora que, integrada en una arquitectura tándem de dos terminales, ha permitido alcanzar ese récord del 30,3%.

Pero quizás lo más importante no sea solo la eficiencia. Uno de los grandes cuellos de botella de las celdas de perovskita sigue siendo su degradación con el tiempo. En este caso, los investigadores afirman que el dispositivo rígido optimizado fue capaz de conservar el 92% de su capacidad inicial después de 1.000 horas funcionando a máxima potencia.

Las versiones flexibles también han dejado cifras muy prometedoras. Tras 10.000 ciclos de doblado, mantuvieron el 95,2% de su rendimiento original, algo especialmente relevante para futuras aplicaciones en electrónica portátil, sistemas energéticos ligeros o instalaciones solares flexibles.

Los investigadores creen que este avance puede acelerar la llegada al mercado de paneles solares mucho más ligeros, baratos y eficientes que los actuales. Además, la fabricación mediante procesos de baja temperatura permitiría reducir notablemente los costes industriales frente a las tecnologías basadas en silicio.

El estudio ha sido publicado en la revista Nature Nanotechnology y supone un nuevo paso en la carrera por desarrollar alternativas más económicas y eficientes para la producción de energía renovable. Aunque todavía quedan desafíos antes de su comercialización masiva, las cifras logradas por este equipo chino muestran que las celdas de perovskita siguen acercándose poco a poco a convertirse en una tecnología clave para el futuro de la energía solar.

Fuente | Nature