La vida útil de las células solares de titanio y calcio se extendió a 30 años

Investigadores de la Universidad de Princeton han desarrollado las primeras células solares de titanito de calcio comercialmente viables, lo que marca un hito importante para una tecnología de energía renovable emergente, según el último número de la revista Science. El equipo espera que su dispositivo funcione durante unos 30 años a más del estándar de la industria, muy por encima del umbral de vida útil de 20-años para las células solares.

El dispositivo no solo es duradero, sino que también cumple con los estándares comunes de eficiencia energética. Es el primero de su tipo en competir con el rendimiento de las células basadas en silicio.

Las perovskitas son semiconductores con una estructura cristalina especial que son ideales para su uso en tecnología de celdas solares. Se pueden fabricar a temperatura ambiente y utilizan mucha menos energía que el silicio, lo que los hace más baratos y sostenibles de producir.

Las primeras células solares de perovskita (PSC) aparecieron entre 2009 y 2012 y duraban solo unos minutos. El récord de 2017 fue un año de funcionamiento con batería bajo iluminación continua a temperatura ambiente, mientras que el nuevo dispositivo pudo funcionar en condiciones similares a las de un laboratorio durante cinco años. El diseño sin precedentes destaca el potencial duradero de las PSC, particularmente como una forma de impulsar la tecnología de células solares más allá de los límites del silicio, dijeron los investigadores.

Esta vez, los investigadores colocaron diferentes materiales en capas para optimizar la absorción de luz y proteger las áreas más vulnerables de la exposición. Desarrollaron una "capa de cobertura bidimensional" ultrafina entre dos ingredientes clave: una capa absorbente de perovskita y una capa cargada hecha de sales de cobre y otras sustancias. El objetivo es evitar que los semiconductores de perovskita se quemen en semanas o meses.

Los investigadores también permutaron los diseños docenas de veces, cambiando pequeños detalles en la geometría y el número de capas superpuestas, y experimentando con docenas de combinaciones de materiales. Los resultados experimentales muestran que el nuevo dispositivo puede ejercer una eficiencia máxima de más del 80 por ciento en condiciones de una temperatura promedio de alrededor de 35 grados e iluminación continua durante al menos 5 años.

A largo plazo, las perovskitas se pueden fabricar a temperatura ambiente, dicen los investigadores, y su fabricación evita quemar grandes cantidades de combustibles fósiles. Pero el desarrollo de nuevas tecnologías no significa que los PSC reemplazarán en gran medida a los dispositivos de silicio, sino que complementarán las tecnologías más antiguas, haciendo que los paneles solares sean más baratos, más eficientes y más duraderos, y extendiendo la energía solar a la vida moderna en más áreas nuevas.