Un grupo de científicos de Hong Kong parece tener el futuro en sus manos. Experimentan con una célula capaz de algo que por mucho tiempo se ha creído imposible. La energía solar ha ido ganando una popularidad mayor a lo largo de las últimas décadas. A día de hoy, se percibe como una fuente renovable, sostenible y necesaria para aplacar el avance del cambio climático. Un elemento central para el correcto desempeño de esta tecnología es la célula solar, que transforma la luz del Sol en electricidad.
Hong Kong tiene la clave para que la célula solar sea aún más relevante
Tras revelarse la existencia de estos extraños conos solares, el foco del sector energético está puesto sobre el alcance que tienen las células solares. Este tipo de elementos también son conocidos como “fotocélulas” o “células fotovoltaicas”.
Corresponden a un dispositivo capaz de transformar la energía de la luz solar directamente en electricidad a través del efecto fotovoltaico. Este fenómeno es el que permite que las células solares produzcan electricidad. Cuando los fotones (partículas de luz) tocan una célula solar, pueden desprender electrones de sus átomos.
Al liberarse, estos electrones pueden moverse de forma libre. Las células solares tienen en su composición materiales semiconductores, siendo el silicio el más popular y utilizado.
Los semiconductores atesoran propiedades especiales que les permiten ser “dopados” con determinados materiales para originar una diferencia de potencial eléctrico o tensión.
En términos generales, una célula solar alberga dos capas dopadas. Una tiene exceso de electrones (se la conoce como n-tipo) y otra deficiencia de electrones (p-tipo).
Al incidir la luz solar en la célula, los electrones liberados se movilizan hacia la capa n-tipo. Al mismo tiempo, los “huecos” desarrollados por electrones liberados llegan a la capa p-tipo. Conectando un circuito externo a la célula solar, estos electrones pueden fluir como una corriente eléctrica, brindando energía al circuito.
Propuesta de Hong Kong de células solares de perovskita/silicio
Un grupo de investigadores de Universidad Politécnica de Hong Kong (PolyU) impulsa células solares de perovskita/ silicio con hasta un 40% de eficiencia energética. Busca desafiar los límites impuestos con células solares tándem basadas en perovskita y silicio, con la mira puesta en una eficiencia energética del 40%.
Es un salto de gigante, incluso para las tecnologías avanzadas, que hoy reportan un 34%. El secreto parece ser fusionar lo mejor de dos mundos para alcanzar una conversión energética con mayor potencia y versatilidad. Lo mejor de la madurez del silicio y la alta absorción presente en la perovskita.
Pero el reto va más allá de aquello con lo que nos podríamos encontrar a nivel técnico. Hay que llevar esta tecnología a contextos reales, como tejados, fábricas y campos solares a gran escala. Todo esto sin que suponga sacrificar estabilidad, viabilidad económica y sostenibilidad ambiental.
Uno de los contratiempos con los que se topan las células tándem radica en su resistencia al entorno. La perovskita, a pesar de sus óptimas propiedades fotovoltaicas, es sensible a la humedad, al oxígeno, a la radiación ultravioleta y a los cambios de temperatura.
Dichos factores degradan de forma rápida el rendimiento si no se gestionan de manera adecuada. Y al pasar de células discretas de laboratorio a módulos más grandes, los retos se multiplican: uniformidad, control de defectos y procedimientos de fabricación escalables.
Sumado a esto, aunque los recursos base son relativamente económicos, la mayoría de las fórmulas de perovskita utilizan plomo, un componente tóxico que plantea serias amenazas ecológicas y regulatorias.
Potencial de la tecnología que proponen en Hong Kong
El desafío es en este caso no es menor. Resulta necesario crear alternativas sin metales pesados o asentar sistemas eficaces de reciclaje y encapsulado que neutralicen el impacto del plomo. Algunas iniciativas en Europa, como Solar-Tectic u Oxford PV, ya avanzan en esa dirección.
Por este motivo, los investigadores de Hong Kong sugieren realizar pruebas aceleradas de durabilidad, en consonancia con los protocolos de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Además, hay otro objetivo que se pretende conseguir con las células de perovskita/ silicio: una reducción real del coste nivelado de la electricidad (LCOE). Si esta tecnología logra madurar y escalar, las células con sello de Hong Kong podrían jugar un papel clave en la descarbonización global. En paralelo, se asegura que estos científicos crearon el futuro y lo tienen en sus manos.
by Trini N.
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