La perovskita alcanza un 23,5% de eficiencia en un submódulo de gran superficie
La tecnología fotovoltaica de perovskita ha dado un paso importante hacia su aplicación comercial. Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), en Australia, en colaboración con la empresa UtmoLight, han logrado una eficiencia certificada y estabilizada del 23,5% en un submódulo solar de 30 × 30 centímetros, con una superficie útil de 676 centímetros cuadrados.
El resultado mejora en 0,6 puntos porcentuales la marca anterior y resulta especialmente relevante porque uno de los mayores desafíos de la perovskita no es únicamente alcanzar altos rendimientos en el laboratorio, sino mantenerlos cuando aumenta el tamaño de la célula. Hasta ahora, muchos de los mejores registros de esta tecnología se habían conseguido en dispositivos de apenas un centímetro cuadrado, muy lejos de las dimensiones necesarias para fabricar paneles comerciales.
Un salto hacia la fabricación industrial
El equipo está dirigido por Xiaojing Hao, profesora de la Escuela de Ingeniería Fotovoltaica y de Energías Renovables de la UNSW, y cuenta con la participación de los investigadores Zhen Li y Ziyue Feng. Su trabajo se ha centrado en desarrollar materiales y procesos de fabricación capaces de trasladar los avances del laboratorio a superficies mayores sin perder rendimiento.
“No se trata únicamente de establecer otro récord de eficiencia, sino de desarrollar materiales y diseños que sigan funcionando cuando se trasladan de las células de laboratorio a superficies relevantes para la industria”, ha explicado Hao.
La colaboración con UtmoLight ha sido determinante en este proceso. La empresa aporta experiencia en la fabricación de dispositivos de gran superficie, lo que permite evaluar desde las primeras fases de investigación si los nuevos materiales y diseños pueden adaptarse a las necesidades reales de la industria.
Por qué la perovskita interesa al sector solar
La perovskita es uno de los materiales que más interés despierta para el desarrollo de las próximas generaciones de paneles solares. Su capacidad para convertir la luz en electricidad y la posibilidad de fabricarla mediante procesos potencialmente más económicos la convierten en una alternativa prometedora al silicio, el material predominante en la industria fotovoltaica.
Una de sus aplicaciones más esperadas son las células solares en tándem, que combinan una capa de perovskita con otra de silicio. Al aprovechar distintas partes de la luz solar, ambos materiales pueden trabajar de forma conjunta para generar más electricidad sobre la misma superficie. Esto podría permitir aumentar la producción de energía sin necesidad de ampliar proporcionalmente el tamaño de los paneles.
Sin embargo, todavía existen obstáculos importantes antes de que la perovskita pueda comercializarse de forma generalizada. El material puede deteriorarse con la exposición prolongada a la humedad, el calor y la radiación solar. Por ello, además de mejorar su eficiencia, los investigadores deben demostrar que puede mantener sus propiedades durante largos periodos de funcionamiento y fabricarse de manera fiable a escala industrial.
Menos capas, fabricación más sencilla
El nuevo desarrollo incorpora una innovación adicional: los investigadores han conseguido eliminar la capa de óxido de níquel que suele emplearse en determinadas células solares de perovskita para facilitar el movimiento de las cargas eléctricas dentro del dispositivo.
Aunque esta capa cumple una función importante, puede reaccionar con la perovskita y contribuir a su deterioro. Además, su incorporación requiere una etapa adicional en el proceso de fabricación.
Para evitar estas limitaciones, el equipo ha desarrollado nuevos materiales y un método de fabricación alternativo. El procedimiento permite crear directamente una estructura que facilita la extracción de las cargas eléctricas, sin necesidad de incluir la capa convencional de óxido de níquel. De este modo, se simplifica el proceso productivo y se mejora el rendimiento en superficies de mayor tamaño.
El siguiente paso: un módulo de 2,8 metros cuadrados
El siguiente objetivo del equipo es probar esta tecnología en un módulo fotovoltaico de 2,8 metros cuadrados, una superficie representativa de los paneles comerciales. El objetivo es comprobar cómo evoluciona el rendimiento cuando las dimensiones del dispositivo aumentan considerablemente.
Para este módulo, los investigadores aspiran a alcanzar una eficiencia de entre el 18% y el 19%, por debajo del 23,5% logrado en el submódulo de menor tamaño. La diferencia refleja uno de los retos centrales de esta tecnología: conservar un rendimiento elevado al pasar de dispositivos experimentales a paneles de dimensiones comerciales.
Las próximas pruebas permitirán evaluar si los resultados pueden reproducirse durante la fabricación y avanzar en la mejora de la estabilidad del material. Aunque el nuevo récord supone un avance significativo, la llegada generalizada de la perovskita al mercado dependerá de que los fabricantes consigan combinar una eficiencia elevada con una vida útil suficiente, procesos de producción fiables y costes competitivos.
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