Los paneles solares podrían estar a punto de volverse mucho más eficientes para capturar la luz solar

Un nuevo tipo de celda solar ha superado un límite teórico en la eficiencia de las celdas basadas en silicio, permitiéndonos potencialmente recolectar más energía de la luz solar.

Casi todas las células solares comerciales están hechas de silicio. Estos solo pueden convertir una banda de frecuencia estrecha de luz solar en electricidad. La luz que se encuentra demasiado lejos de este rango pasa o se pierde en forma de calor, lo que otorga a las células de silicio un límite de eficiencia teórico de alrededor del 29,4 %.

En teoría, este límite podría ser mayor si se apila encima de la capa de silicio otro material que genera electricidad a partir de la luz en un rango de frecuencia diferente. La perovskita, un cristal de titanio y calcio, es muy adecuada para esto porque absorbe mejor la luz más cercana al espectro infrarrojo, pero ha resultado difícil lograr que sea eficaz. Esto se debe a que los electrones descarriados se reabsorben en el cristal antes de que puedan convertirse en corriente.

Ahora, dos grupos de investigación han encontrado formas de combinar perovskita con silicio y lograr una mayor eficiencia.

Para hacer que el silicio y la perovskita trabajen juntos, Xin-Yu Chin de la Ecole polytechnique fédérale de Lausanne y sus colegas utilizaron un proceso de dos pasos. La celda de silicio se recubre primero con una capa ajustada de precursores químicos, antes de agregar una segunda capa de químicos para transformar los precursores en perovskita. Este proceso provoca menos defectos en la interfaz silicio-perovskita, dice Chin, y por lo tanto aumenta el número de electrones disponibles para la corriente. El dispositivo del equipo tiene una eficiencia del 31,2%.

En un estudio separado, Silvia Mariotti de Helmholtz-Zentrum Berlin y sus colegas inyectaron yoduro de piperazinio líquido en la capa de perovskita, que también pareció reducir los electrones descarriados, logrando una eficiencia del 32,5 %.

«La eficiencia es fenomenal», dice Kyle Frohna de la Universidad de Cambridge. Sin embargo, esos números están actualmente limitados a tamaños de celdas solares mucho más pequeños de lo que se necesitaría para uso comercial, dice.

En mayo, la empresa solar Oxford PV demostró que las células tándem de perovskita-silicio podían fabricarse a escala lista para la producción, aunque tenían un nivel de eficiencia ligeramente inferior del 28 %.

«Si podemos fabricarlos a gran escala, lo que algunas empresas parecen poder hacer, genial», dice Frohna. «La única advertencia es que queremos asegurarnos de que sean lo suficientemente estables para durar mucho tiempo».