Paneles solares en 10 minutos: una ruta más rápida hacia las células tándem

Un nuevo método de fabricación podría ayudar a que los paneles solares sean mejores y más baratos al mismo tiempo. Investigadores del Karlsruhe Institute of Technology en Alemania y de la University of Valencia en España dicen que han encontrado un proceso basado en vacío que forma la capa de perovskita en células tándem perovskita-silicio en aproximadamente 10 minutos, un gran avance para una tecnología que prometía mayor eficiencia pero que ha tenido dificultades con la velocidad de producción y el coste.

El avance importa porque los paneles convencionales de silicio se acercan a sus límites prácticos, mientras que las células tándem todavía tienen margen para extraer más electricidad de la misma luz solar. En la fabricación solar, ese punto porcentual adicional rara vez es espectacular, pero puede decidir si una tecnología se queda en el laboratorio o pasa a las líneas de producción.

Cómo el proceso por vacío produce células tándem perovskita-silicio

Las células tándem perovskita-silicio apilan una capa de perovskita sobre una base de silicio estándar. La capa superior captura la luz que la capa inferior de silicio de otro modo no aprovecharía, por eso estos paneles pueden superar a los módulos ordinarios de silicio.

El nuevo método utiliza deposición al vacío: materiales orgánicos se evaporan en el vacío, recorren solo unos pocos milímetros y luego se depositan directamente sobre la oblea de silicio como una capa funcional uniforme. Ese recorrido tan corto suena casi ridículamente simple en comparación con las habituales complicaciones industriales relacionadas con el recubrimiento, pero precisamente de eso se trata.

Igualmente importante, el proceso se describe como lo bastante flexible para funcionar en distintos tipos de obleas de silicio sin reconfigurar el equipo. Ese es el tipo de detalle que los fabricantes adoran, porque cambiar la cadena de herramientas para cada tipo de sustrato es la forma en que las buenas ideas quedan atrapadas en producción piloto para siempre.

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Eficiencia de las células tándem perovskita-silicio en diferentes obleas

En las pruebas, las nuevas células solares alcanzaron 23.5% en obleas lisas, 23.7% en obleas nanostructuradas y hasta 24.3% en obleas texturizadas industriales. Para un método de producción incipiente, eso es un resultado sólido, especialmente porque demuestra que la técnica puede funcionar fuera de las condiciones ideales de laboratorio.

• 23.5% en obleas lisas
• 23.7% en obleas nanostructuradas
• 24.3% en obleas texturizadas industriales

El contexto más amplio es obvio: los fabricantes solares buscan mejoras que aumenten la producción sin obligar a un doloroso reinicio de fábricas y cadenas de suministro. Las células tándem son una de las vías más claras hacia adelante, y cuanto más se parezca el proceso a los métodos industriales estándar, más probable es que sobreviva el trayecto de artículo de investigación a producción.

Un menor uso de materiales podría ayudar a la producción en masa

Los investigadores también afirman que el proceso utiliza materiales caros en menor cantidad y permite reutilizar algunos componentes. Eso no es solo una agradable preocupación por la sostenibilidad; en la fabricación solar, reducir los costes de materiales puede importar tanto como mejorar la eficiencia, porque el vatio más barato tiende a ganar.

Si el método escala como se anuncia, podría ofrecer a los fabricantes una forma más rápida y barata de producir paneles de próxima generación con mejor rendimiento que los productos de silicio convencionales. La prueba real ahora es si este proceso de 10 minutos puede mantener sus cifras cuando deje el mundo cuidadosamente controlado del laboratorio y llegue a volumen industrial.