Científicos del Departamento de Física de la Universidad de Oxford han desarrollado un enfoque revolucionario que podría generar cantidades crecientes de electricidad solar sin la necesidad de paneles solares basados en silicio. En lugar de depender de estos paneles tradicionales, su innovación funciona mediante la aplicación de un nuevo material generador de energía en la superficie de objetos cotidianos como mochilas, automóviles y teléfonos móviles.
Materiales Flexibles y Ultra-Delgados: Una Nueva Era en la Energía Solar
Este nuevo material absorbente de luz es, por primera vez, lo suficientemente delgado y flexible como para aplicarse en la superficie de casi cualquier edificio u objeto común. Utilizando una técnica pionera desarrollada en Oxford, que apila múltiples capas absorbentes de luz en una sola célula solar, han logrado captar un espectro más amplio de luz, permitiendo generar más energía a partir de la misma cantidad de luz solar.
Este material ultra-delgado, con un enfoque denominado de multiunión, ha sido certificado de forma independiente para entregar más del 27% de eficiencia energética, igualando por primera vez el rendimiento de los materiales tradicionales de energía de una sola capa, conocidos como fotovoltaicos de silicio. El Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón (AIST) certificó este avance antes de la publicación del estudio científico de los investigadores, que se espera más adelante este año.
Avances en la Eficiencia Energética: Superando Límites Actuales
En solo cinco años de experimentación con este enfoque de multiunión, los científicos han aumentado la eficiencia de conversión de energía del 6% al 27%, acercándose a los límites de lo que los fotovoltaicos de una sola capa pueden lograr hoy en día. Según el Dr. Shuaifeng Hu, investigador postdoctoral en el Departamento de Física de la Universidad de Oxford, «creemos que, con el tiempo, este enfoque podría permitir que los dispositivos fotovoltaicos logren eficiencias mucho mayores, superando el 45%«.
En comparación, los paneles solares actuales tienen una eficiencia energética de alrededor del 22% (es decir, convierten alrededor del 22% de la energía en luz solar), pero la versatilidad del nuevo material ultra-delgado y flexible es clave. Con poco más de un micrón de grosor, es casi 150 veces más delgado que una oblea de silicio. A diferencia de los fotovoltaicos existentes, generalmente aplicados en paneles de silicio, este material se puede aplicar en casi cualquier superficie.
Implicaciones para el Futuro de la Energía Solar
El Dr. Junke Wang, investigador postdoctoral en la Universidad de Oxford, subraya la importancia de este avance: «Al usar nuevos materiales que se pueden aplicar como revestimiento, hemos demostrado que podemos replicar y superar el rendimiento del silicio al mismo tiempo que ganamos flexibilidad. Esto es importante porque promete más energía solar sin la necesidad de tantos paneles basados en silicio o la construcción de tantas granjas solares«.
Las últimas innovaciones en materiales y técnicas solares demostradas en los laboratorios de Oxford podrían convertirse en la base de una nueva industria, fabricando materiales para generar energía solar de manera más sostenible y económica al utilizar edificios, vehículos y objetos existentes.
Impacto Económico y Sostenibilidad
Los investigadores creen que su enfoque continuará reduciendo el costo de la energía solar y también la convertirá en la forma más sostenible de energía renovable. Desde 2010, el costo promedio global de la electricidad solar ha caído casi un 90%, haciéndola casi un tercio más barata que la generada a partir de combustibles fósiles. Las innovaciones prometen ahorros adicionales a medida que nuevos materiales, como el perovskita de película delgada, reduzcan la necesidad de paneles de silicio y granjas solares construidas específicamente.
El potencial de este material de perovskita para ser aplicado en una variedad de superficies, como techos de automóviles y edificios e incluso en la parte posterior de teléfonos móviles, abre un panorama prometedor. Si se puede generar más energía solar de esta manera, se podría reducir a largo plazo la necesidad de utilizar paneles de silicio o construir más granjas solares.
Un Futuro Prometedor para la Industria Verde
El trabajo de estos investigadores tiene un fuerte potencial comercial y ya ha comenzado a aplicarse en las industrias de servicios públicos, construcción y fabricación de automóviles. Oxford PV, una empresa británica surgida del Departamento de Física de la Universidad de Oxford en 2010, cofundada por el Profesor Henry Snaith, ya ha comenzado la fabricación a gran escala de fotovoltaicos de perovskita en su fábrica en Brandeburgo, cerca de Berlín, Alemania. Esta es la primera línea de fabricación a gran escala del mundo para células solares en tándem de «perovskita sobre silicio».
A pesar de que inicialmente consideraron sitios en el Reino Unido para iniciar la fabricación, las limitaciones en los incentivos fiscales y comerciales en comparación con otras partes de Europa y Estados Unidos llevaron a la empresa a establecerse en Alemania. «Hasta ahora, el Reino Unido ha pensado en la energía solar únicamente en términos de construir nuevas granjas solares, pero el verdadero crecimiento vendrá de la comercialización de innovaciones«, añadió el Profesor Snaith, destacando la necesidad de nuevos incentivos para liderar esta nueva industria global.
El desarrollo de materiales como la perovskita de película delgada no solo tiene el potencial de transformar la generación de energía solar, sino que también podría posicionar a la industria verde como un motor de crecimiento económico sostenible a nivel mundial.
Vía www.ox.ac.uk
