La perovskita como relevo del silicio en paneles solares ya está a prueba

Las células solares de perovskita han revolucionado el campo de la fotovoltaica en la última década. ¿Su atractivo? Alta eficiencia a muy bajo coste y el desarrollarse en sustratos flexibles. El freno que se encontraba hasta ahora a este enorme potencial estaba en que la mayoría del estudios se han realizado en laboratorio. Pero eso ya ha cambiado.

Una investigación de las universidades Jaume I, en Castellón, y la de Antioquia de Medellín, en Colombia, lo ha llevado a condiciones climáticas reales. De liderarlo se ha encargado el catedrático Iván Mora Seró del Instituto de Materiales Avanzados del centro castellonense. Un trabajo que, por pionero, se han publicado en la revista Nature Energy.

Este estudio destaca por el diseño y prueba de minimódulos de células solares de perovskita en el exterior. La clave está en ver cómo se mantiene su eficiencia energética a lo largo del tiempo. El trabajo coordinado por Mora ha generado tanto interés que ya hay propuestas para analizar esa respuesta.

Esa evaluación es fundamental para comprobar la validez de la perovskita. Como explican desde la UJI, como toda tecnología fotovoltaica, requiere ser testada fuera del laboratorio por las exigencias de las diversas condiciones climatológicas con continuos ciclos noche y día.

El nuevo estudio presentado en la prestigiosa revista Nature Energy aprovecha estas variaciones. Un ejemplo que estudian está en los diferentes grados de iluminación que implica el ciclo noche-día para relacionar esta evolución con los diferentes procesos físicos. «Esto permitirá mejorar la optimización de esta tecnología de cara a su futura comercialización», según explica el equipo. El objetivo a evaluar es su capacidad de «extenderse a otros tipos de tecnologías fotovoltaicas».

Esfuerzo internacional

En esta cooperación internacional, Esteban Velilla y Franklin Jaramillo, como investigadores del Centro de Investigación Innovación y Desarrollo de Antioquia ha hecho las medidas experimentales. «La técnica ha hecho posible que se aprovecharan las diversas magnitudes de luz solar que se producen a lo largo del día para testar los módulos en condiciones reales y encontrar mecanismos físicos que mantienen o reducen su eficacia», detalla Mora.

Los minimódulos de perovskita se fabricaron y se testaron durante varios meses en las instalaciones del Laboratorio de Evaluación al Aire Libre de Células Solares en este centro de Medellín por parte de Velilla y bajo la dirección del profesor Jaramillo. Los datos de este estudio se evaluaron en la Universitat Jaume I, donde se desarrolló la innovadora metodología de análisis. Ahí, además, se validaron los resultados obtenidos con experimentos en laboratorio en las instalaciones del INAM durante una estancia de investigación de seis meses de Velilla.

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Más allá de la perovskita

¿Qué es lo que se sabe de momento? Esta nueva metodología permite a los investigadores ver los mecanismos de degradación antes de que se detecten en la eficacia de la célula. Y, posteriormente, ver por qué y en qué condiciones se produce este deterioro. Además, «aquello interesante de esta técnica es que también se puede expandir para analizar otras células solares. Es decir, no solo es útil para las de perovskita», comenta Mora.

Los investigadores que han desarrollado este proyecto confían en que la metodología de análisis propuesto ayudará a la consolidación y optimización de nuevas tecnologías fotovoltaicas, como por ejemplo, las innovadoras y prometedoras células solares de perovskita.

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Iván Mora Seró es catedrático del Departamento de Física de la Universitat Jaume I e investigador principal del Grupo de Semiconductores Avanzados (GAS) del Instituto de Materiales Avanzados. Su investigación se ha centrado en el crecimiento de cristales, los dispositivos nanoestructurados, las propiedades de transporte y recombinación. También ha trabajado en la fotocatálisis, la caracterización eléctrica de sistemas optoelectrónicos, haciendo tanto trabajos experimentales como teóricos.

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