Células solares de perovskita: ¿el futuro de la energía solar?

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En la continua búsqueda de la paneles solares más eficientes, ha surgido una nueva tecnología como el futuro potencial de la tecnología fotovoltaica: células solares de perovskita.

¿Qué es una célula solar de perovskita?

Las células solares de perovskita son un tipo de solar de película delgada célula hecha de una clase de materiales sintéticos llamados perovskitas. Las perovskitas son un material diferente a las obleas de silicio que componen los paneles solares tradicionales: tienen una estructura cristalográfica única que las hace altamente efectivas para convertir fotones de luz del sol en electricidad utilizable. Las células solares de perovskita son potencialmente una tecnología solar de alta eficiencia y bajo costo, y podrían ser un reemplazo futuro de los paneles solares de silicio tradicionales.

¿Cómo actúan las perovskitas?

Una «perovskita» es cualquier material que tenga la misma estructura cristalina que el compuesto de óxido de calcio y titanio. Las células solares fabricadas con perovskitas funcionan de manera similar a los paneles solares tradicionales: un semiconductor absorbe la energía solar e inicia un flujo de electrones, que se captura mediante el cableado y se convierte en electricidad utilizable.

Las células solares de perovskita tienen un potencial prometedor

Una de las partes más interesantes de las perovskitas es su alta eficiencia. Según cálculos de laboratorio, los científicos creen que las células solares de perovskita son capaces de superar las eficiencias de las tradicionales células de silicio monocristalino o policristalino. Aunque han estado en desarrollo durante mucho menos tiempo que las células de silicio, las células de perovskita ya están alcanzando eficiencias de laboratorio superiores al 20 por ciento. Los investigadores esperan que las células solares de perovskita puedan superar los límites de eficiencia de los paneles tradicionales una vez que se haya completado el desarrollo del laboratorio.

Otra ventaja de las células solares de perovskita es que se basan en un material sintético que se puede producir a bajo costo. Las células fotovoltaicas solares estándar están fabricadas con silicio cristalino, que debe extraerse de la tierra y procesarse antes de que pueda utilizarse para fabricar células solares de alta calidad. Las células de perovskita se fabrican mediante un proceso llamado «procesamiento de soluciones”Que es la misma práctica que se utiliza al imprimir periódicos.

Gracias al procesamiento de la solución, la fabricación de perovskita es altamente escalable y los costos de producción tienen el potencial de ser muy bajos en comparación con otras tecnologías de paneles solares. Los costos de producción más bajos se traducen en costos bajos para los consumidores que buscan usar energía solar y reducir el costo de instalación solar hace que sea más fácil para cualquier persona aprovechar la energía solar.

Como otro tecnologías de película fina, las células solares de perovskita tienen propiedades únicas que las hacen atractivas por razones que van más allá de su potencial de bajo costo y su capacidad de producción de energía. Los paneles de película fina suelen ser flexibles, ligeros y semitransparentes. Desde una perspectiva de diseño, esto hace que las perovskitas sean muy atractivas, ya que parecen de un perfil mucho más bajo que los paneles solares de silicio tradicionales y se pueden incorporar en partes de edificios además del techo. Además, su naturaleza liviana significa menos estrés físico en techos, paredes o donde sea que se instalen.

El Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) ha invertido significativamente en la investigación sobre perovskitas. Vea lo que NREL tiene que decir sobre esta nueva y emocionante tecnología:

Las células solares de perovskita todavía están en la fase de investigación, pero están mostrando ventajas interesantes

Como cualquier tecnología, las células solares de perovskita deben perfeccionarse y probarse en el laboratorio antes de que estén disponibles para el público en general. Las perovskitas todavía se encuentran en la fase de desarrollo mientras los científicos intentan resolver los obstáculos para que la tecnología esté ampliamente disponible. Algunos problemas que todavía necesitan tiempo de laboratorio para solucionarse son la toxicidad de los componentes de las células y la durabilidad de las células solares. Específicamente, una sustancia tóxica llamada Pbl se produce cuando la perovskita se descompone, y existe la preocupación de que también pueda ser cancerígena.

Es posible que todavía veamos células solares de perovskita disponibles en un futuro próximo. Se han necesitado más de 60 años de desarrollo y mejoras para que los consumidores puedan comprar células solares de silicio con eficiencias superiores al 20 por ciento, y las perovskitas ya han alcanzado esos números en el laboratorio. Al ritmo actual de progreso, algunos científicos predicen que las perovskitas estarán listas para las instalaciones solares dentro de varios años.

Las perovskitas tienen aplicaciones potenciales en células solares en tándem

Otro producto potencial que puede surgir de la investigación de la perovskita es una combinación de tecnologías solares, conocida como “celda en tándem“. Esta tecnología puede involucrar perovskitas combinadas con silicio tradicional o celdas CIGS para crear una celda solar compuesta con beneficios de ambos tipos de tecnología fotovoltaica y la capacidad de producir aún más energía.

Las instalaciones de paneles solares de silicio de alta eficiencia ya están disponibles

Aunque las células solares de perovskita no están disponibles ahora, existen opciones de paneles solares de alta eficiencia disponibles para los propietarios a precios competitivos. Empresas como Poder del sol y Panasonic ofrecen paneles solares de silicio con eficiencias superiores al 20 por ciento, y constantemente se realizan mejoras en la tecnología de células de silicio.

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