Placa solar de Perovskita

Las placas solares transforman energía solar en energía eléctrica. La placa solar de Perovskita ofrece unas condiciones de rendimiento no conocidas antes de su aparición.

Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la generación de energía proveniente de fuentes renovables podrá llegar al doble en los próximos cinco años. Esto se deberá principalmente al el incremento de la electricidad solar fotovoltaica. Por lo tanto esta forma de energía crece de forma imparable, y está lejos de su tope. Sus costes de producción se van reduciendo. Y las políticas mundiales de energías limpias, favorecen su expansión.

Esto hace que cada vez más viviendas, comercios e infraestructuras industriales estén dotados de instalaciones de generación descentralizada.  (también llamada distribuida). Todo ello supone un cambio de enfoque muy relevante.

Esta transición energética ha propiciado el desarrollo e investigación de la alternativa solar. Hasta ahora, el silicio ha sido la principal materia prima. No obstante, en los últimos años se han realizado avances  grandes en torno a la placa solar de perovskita.

La perovskita cuenta con varias ventajas:

• Proporciona mayor eficiencia (25/30 frente al 20% con silicio),
• Accesible y menos costoso: se puede encontrar en las montañas de casi cualquier parte del planeta, su existencia es abundante y su proceso de extracción es barato y ausente de emisiones.
• No requiere de miles de grados para formar cristales de calidad (al contrario que el silicio).
• No requiere de alto vacío.
• Las perovskitas pueden ajustarse para absorber diferentes longitudes de onda. (el silicio tiende a absorber sólo del extremo rojo del espectro)
• Excelentes propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas: superconductividad, cuando presentan bismuto o cobre, propiedades de óptica no lineal cuando contienen neodimio o tántalo o características dieléctricas con titanio o circonio.

Ventajas del uso del silicio (frente a perovskita):

• Su coste ha sufrido una reducción drástica en los últimos años, lo que la convierte en una tecnología difícil de batir”.
• Mejor durabilidad. Inestabilidad del material perovskita.

Pero ¿qué hay detrás de la palabra perovskita? En materia de energía, la perovskita ya no se refiere a ese mineral descubierto en el siglo XIX en los montes Urales por Gustav Rose. Ya ni siquiera es un solo material. Es una estructura química conocida hace un siglo. Se trata de un compuesto ternario con átomos que adoptan la forma de un octaedro. Tiene un átomo mayor dentro y otro tipo de moléculas o átomos fuera. Como es una combinación de tres cosas, existen millones de variantes.

En el ámbito de la energía fotovoltaica, la revolución se produjo con el descubrimiento de las propiedades extraordinarias de la perovskita compuesta de plomo (Pb), yodo (I) y metilamonio (MA). El responsable de este hallazgo fue el científico japonés Tsutomu Miyasaka que, hace más de una década, reveló las asombrosas propiedades de la perovskita. Poco después otros investigadores empezaron a conseguir resultados notables en la conversión de luz solar a electricidad. La comunidad científica supo que esto era extraordinario, y comenzó una investigación de alto impacto a nivel mundial.

Si se consiguen superar los actuales inconvenientes, la perovskita será (está empezando a ser ya) un elemento revolucionario en el campo de la energía solar.

Actualmente, una variedad que está teniendo una tremenda repercusión en el campo de las energías renovables son las perovskitas híbridas halogenadas. Contienen un catión orgánico y halógenos en la estructura. Esto les confiere unas propiedades excepcionales para absorber y transformar la radiación del espectro solar en electricidad. Es un semiconductor excelente con propiedades ópticas ideales para absorción de luz.

Inestabilidad del material:

El problema de la estabilidad se mitiga utilizando perovskita en combinación con silicio. Si bien colocar capas de perovskitas sobre silicio aumenta el precio de fabricación, el coste de la célula combinada con el tiempo debería ser inferior al del silicio porque estas nuevas células son más eficientes. Oxford ha establecido varios récords mundiales en rendimiento para este tipo de células en los últimos años, el más reciente alcanzó el 29,5 %.

La empresa de perovskita con sede en Hangzhou (China), Microquanta Semiconductor, también toma como referencia los criterios de las células solares de silicio. Fabrica placa solar de perovskita basada en paneles de células rígidas revestidas de vidrio.