Estamos un paso más cerca de convertir nuestras ventanas en paneles solares. Todo gracias a las perovskitas

Quizás no tengas piscina, ni sala de juegos, ni un porche en el que disfrutar de agradables barbacoas de verano, pero casi seguro que lo que sí tienes en casa son ventanas.

Las tienes tú, yo y probablemente el inquilino del quinto y el vecino de al lado. Si es algo que incluimos en prácticamente todos los hogares y hay casos incluso, como ciertos rascacielos, en los que llegan a ocupar superficies enormes de fachada, ¿por qué nos buscarles otros usos, además de ofrecernos vistas y permitir el paso de la luz? ¿Y si además generasen energía?

Un grupo de investigadores australianos han allanado el camino para lograrlo y que algún día, quizás no dentro de mucho, el mismo ventanal que ilumina nuestro salón nos provea de energía. La clave es el desarrollo de células solares semitransparentes de perovskita, una familia de materiales de estructura cristalina que prometen revolucionar las tecnologías fotovoltaicas.

El equipo ha logrado fabricar prototipos de células solares semitransparentes con una relación de porcentajes esperanzadora: una eficiencia de conversión del 15,5% con una transmitancia visible promedio —la cantidad de radiación solar visible que la atraviesa— de más del 20%.

Claridad... y energía

¿Qué significan esos porcentajes? Básicamente, que han conseguido modelos con una eficiencia más que respetable en la generación de energía y que, al mismo tiempo, dejan pasar la suficiente luz como para que podamos despejar al fin el camino hacia las "ventanas solares".

“Este trabajo supone un gran paso adelante hacia la realización de dispositivos de perovskita estables y de alta eficiencia que se pueden implementar como ventanas solares”, señala el profesor Jacek Jasieniak, de la Universidad de Monash. Además de sus ventajas para el impulso de las renovables, el avance apunta a “una oportunidad de mercado en gran medida sin explotar”.

En 2020 el ARC Center of Excellence in Exciton Science ya había logrado fabricar un prototipo que permitía el paso del 10% de la luz visible con una eficiencia de conversión de energía del 17%, lo que no dista mucho del que alcanzan los paneles solares convencionales. Como recuerda la Universidad Monash, las celdas de silicio que podemos ver en los techos, opacas y que no pueden emplearse como ventanas, manejan una tasa de eficiencia de conversión de aproximadamente el 20%.

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Ahora el mismo equipo ha logrado resultados todavía más prometedores: prototipos de células solares semitransparentes con niveles de eficiencias de conversión de energía del 15,5% y 4,1% alcanzando, respectivamente, una transmitancia visible del 20,7 y 52,4%.

Puede que el primer dato sea inferior al 17% alcanzado en su día, pero —subrayan desde la Universidad de Monash— “la cantidad de luz visible que dejan pasar estos nuevos materiales es significativamente mayor”. Y eso abre un abanico de posibilidades y aplicaciones.

Las investigaciones de los científicos australianos se han centrado en concreto en células solares elaboradas con perovskita, fáciles de fabricar en el laboratorio y que se pueden adaptar a diferentes propósitos, ajustando aspectos como la cantidad de luz absorbida o la energía que conducen.

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“Los investigadores descubrieron que una combinación de cesio y formamidinio en la composición inicial de perovskita ofrecía el mejor rendimiento en diferentes intervalos de banda”, comentan.

Durante su trabajo el equipo comprobó que las células de cesio y formamidinio mostraron “una excelente estabilidad a largo plazo”. En el artículo de Advanced Science en el que desgranan sus resultados explican cómo tras mil horas bajo una iluminación continua, las células de perovskita semitransparentes conservaron el 85% de su eficiencia de conversión de energía inicial.

Imagen de portada | Dr. Jae Choul Yu