Las energía renovable es una de las prioridades para muchos países y empresas, ya que permiten al ser humano depender menos de fuentes de energía limitadas y contaminantes.

A la hora de desarrollar la energía solar se manejan dos nuevas posibilidades:

1. Perovskitas

Las actuales células solares basadas en el silicio sufren algunas limitaciones: están hechas de un material que raramente se encuentra en la naturaleza en la forma pura y necesaria para fabricarlas; son rígidas y pesadas y su eficiencia es limitada y difícil de ampliar. El grupo de cristales llamados perovskitas se postula para solucionar estas limitaciones gracias a que depende de elementos abundantes y baratos y a que tienen el potencial de alcanzar una mayor eficiencia (alcalinos, alcalinotérreos, lantánido y metales de transición).

Investigaciones recientes apuntan a que las perovskitas pueden sustituir al silicio en la construcción de células solares.

La porovskita puede referirse al mineral de trióxido de titanio y de calcio (CaTiO3), relativamente raro en la corteza terrestre. Pero también puede referirse a una amplia categoría de materiales que toman la misma estructura que el anterior. La estructura perovskita es adoptada por muchos sólidos inorgánicos con estequiometría ABX3. Se pueden obtener con relativa facilidad, de forma barata y sin emisiones, dando como resultado una película delgada y ligera que se puede adaptar a cualquier forma, lo que permitiría fabricar paneles solares de forma sencilla, eficiente y con un resultado adaptable y fácil de instalar.

Por ejemplo, formada bajo las condiciones de alta presión del manto de la Tierra; la forsterita olivino (MgSiO3) es un polimorfismo. Esta perovskita puede ser el mineral más abundante de la Tierra.

Sin embargo, las perovskitas tienen dos inconvenientes: uno es que la posibilidad de integrarlas en técnicas de producción en masa aún no ha sido demostrada; el otro, que tienden a descomponerse bastante rápido en condiciones reales.

2. Tinta fotovoltaica

Cristales de perovskita en células fotovoltaicas (Laboratorio Nacional de Los Alamos). Crédito: Arstechnica

Para solucionar estos inconvenientes de las perovskitas, un equipo del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EEUU ha ideado un método nuevo con el que tratarlas. Se trata de fabricar una “tinta fotovoltaica” que permita introducirlas en los procesos de producción automática.

Esta investigación comenzó con una pervoskita muy simple compuesta de yodo, plomo y metilamonio. En condiciones normales, esta mezcla forma cristales fácilmente, pero requiere someterse un largo tiempo a altas temperaturas para solidificarse después, lo que retrasaría y encarecería su proceso de manufactura. Así que el equipo buscó aquellas condiciones que acelerarían la formación del cristal, lo que supuso sustituir parte del material por otros compuestos, como el cloro, y añadir lo que llamaron un “disolvente negativo”, algo que asentase la solución con rapidez.

El resultado es lo que han llamado ‘tinta’, que solo requiere un minuto a 100 grados centígrados para secarse sobre una superficie. Ya es un proceso lo suficientemente rápido como para ser incorporado a una línea de producción, en la que un objeto sea ‘barnizado’ con una fina capa de este material líquido, secado y vuelta a empezar.

Las células individuales fabricadas con este proceso han obtenido porcentajes de eficiencia del 17 al 19%, lo cual no alcanza la cifra del silicio, pero es un comienzo prometedor. El problema de la degradación, en cambio, sigue ahí: tras 3.000 horas de uso, el 20% del material se había degradado. La investigación sigue adelante para mejorar ambos aspectos.

Vía:Elconfidencial