Las nuevas células solares de perovskita pueden acabar también con el gas natural

Hace unos años, el gas natural de bajo coste era quien sacaba al carbón fuera del mercado de generación de energía, y ahora la energía solar de bajo coste es la que, sin prisa pero sin pausa, quiere sacar al gas natural del mercado.

Aún no ha llegado el momento pero, sin embargo, al gas natural no le queda mucho margen de maniobra, como vemos en la última investigación sobre células solares de perovskita.

Célula solar de perovskita.

El coste de la energía solar está cayendo en picado, gracias principalmente a los avances tecnológicos y a la fabricación de células solares de silicio, así como las mejoras en toda la cadena de valor de las células solares. Las configuraciones híbridas eólica-solares son ya una alternativa más económicas al gas natural.

Para impulsar la transición más rápidamente, los costes de la energía solar tienen que caer aún más y más rápido. Así que hay que encontrar un material más económico que el silicio, y ahí es donde entra la célula solar de perovskita.

Los investigadores están trabajando para aumentar la eficiencia de la conversión de las células solares de perovskita y reducir los costes de fabricación.

Otro avance más de la célula solar de la perovskita

Uno de los problemas de la perovskita es el equilibrio entre la facilidad de producción y la eficiencia de la célula solar. Hasta ahora la mayor parte de la investigación se ha centrado en una estructura policristalina porque es fácil de producir en grandes cantidades, aunque la eficiencia y la estabilidad se pierden.

Las perovskitas monocristalinas son más eficientes y estables, pero hasta ahora nadie ha encontrado un camino para una producción a gran escala.

Un equipo de ingenieros en nanotecnología de la Universidad de California en San Diego han encontrado un método de fabricación de alto volumen y eficiencia.

Este equipo de investigación de la UC-San Diego usó procesos de fabricación comunes que la industria de los semiconductores ha usado durante muchos años para hacer películas monocristalinas de silicio.

La película perovskita monocristalina producida con este equipo mostró “menos defectos, mayor eficiencia y mayor estabilidad [en comparación con] sus homólogos policristalinos“.

Parte del trabajo se hizo hace dos años, cuando el equipo de investigación del profesor Sheng Xu de la Universidad de San Diego descubrió una forma de aplicar los métodos litográficos estándar a la película perovskita.

La combinación de la litografía y las perovskitas es un gran reto. Uno de los grandes problemas en el campo de la célula solar de perovskita es la sensibilidad al agua, que es un elemento esencial en la litografía.

La solución consistió en blindar la película de perovskita con una capa protectora para la primera parte del proceso, y luego usar un paso de grabado en seco para terminarlo.

La nueva investigación toma ese proceso y lo refina con un patrón de máscara de litografía que permite un control preciso del crecimiento de la película.

El método no requiere equipo o técnicas complejas; todo el proceso se basa en la fabricación tradicional de semiconductores, compatible con los procedimientos industriales existentes.

Yusheng Lei, autor del estudio.

El equipo de investigación ha sido capaz de controlar el grosor de su película de perovskita dentro del rango de 600 nanómetros a unos 100 micrómetros, y lograr un área de 5,5 centímetros cuadrados.

El paso final implicó la transferencia de la película intacta a un segundo sustrato y la aplicación de un compuesto graduado de plomo-estaño.

Aunque es posible que la tecnología de la perovskita no se use de forma generalizada en los próximos años, no quiere decir que estas no sean malas noticias para el gas natural. Han disfrutado de una ventaja en el coste desde 1956, cuando la primera célula solar comercial llegó al mercado a un precio sorprendente de 300 $ por vatio.

Ahora el coste promedio ha bajado a sólo 50 centavos por vatio, el coste de un tejado de paneles solares promedia unos 3 $ por vatio, y algunos analistas pronostican la paridad con el gas natural en sólo unos pocos años.

Más información: www.nature.com

Vía: jacobsschool.ucsd.edu

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