Energías solares y su futuro con la perovskita

Es evidente que las energías solares, junto con las energías eólicas son de los mayores contribuyentes a la generación de energía renovable en el mundo. En 2019, las energías solares representaron aproximadamente el 2.7% de la electricidad generada a nivel mundial. En base a esto, constantemente se han buscado maneras de que las energías solares evolucionen para generar mas electricidad, consiguiendo que los paneles solares hechos a base de silicio tengan costos reducidos. Sin embargo, la eficiencia de los paneles solares no ha podido aumentar de manera que se proyecte esta como reemplazo de la electricidad generada a base de combustión de fósiles, considerando que las placas solares solo son capaces de utilizar el 20% de energías solares como electricidad, otro problema presentado en la fabricación de paneles solares a base de silicio es la alta temperatura necesitada para poder remover las imperfecciones de provenientes del silicio, esto evidentemente causa efectos negativos en la atmosfera y contribuye a los gases de efecto invernadero.

Generación de energías solares con perovskita

Para atacar estos problemas que se presentan, se ha introducido la idea de utilizar el perovskita como sustito de silicio en los paneles solares. El perovskita es un conjunto de materiales con una estructura cristalizada que fue descubierta en 1839 por el científico Gustav Rose, cabe notar que este material se identifica con la estructura formada por oxido de calcio y titanio. Lo que diferencia los panales solares de perovskita de los de silicio. Es su bajo costo, fácil fabricación y también que es un material abundante. Es conocido que en estos últimos años ha habido una gran deficiencia de silicio de manera mundial.

Otra ventaja triunfante que los paneles de perovskita tienen sobre los de silicio es la rápida evolución de eficiencia que han tenido en los últimos 20 años. Estudios muestran que en 2006 los paneles solares híbridos de perovskita tenían una eficiencia de tan solo 3% y hoy en día tienen una eficiencia del 29% sobrepasando cualquier panel solar de uso convencional.

Sin duda alguna el perovskita es un material prometedor para el futuro de la energía solar, sin embargo, esta presenta ciertas desventajas que evitan que salga el mercado en general. Uno de sus mayores problemas, o en su defecto su mayor problema, es el corto lapso de vida que tiene en comparación a los paneles solares hechos por silicio. Otro problema que presentan es su alta inestabilidad, debido a que muestran una transformación de fase rápida y baja tolerancia a el calor, llegando a su limite a los 100 grados Celsius aproximadamente¹.

Hoy en día ya se busca solucionar estos problemas por medio de aleaciones de perovskita y otros materiales. Uno de los candidatos es la aleación de perovskita calcogenoide, la cual aumenta su tolerancia hasta 600 grados Celsius. A través de simulación se ha demostrado que este tipo de panel solar podrá alcanzar teóricamente eficiencia de 38% en sus fases tempranas, teniendo aun más espacio para evolución y alcanzar mayores eficiencias.

A través del mundo ya se han mostrado soluciones a futuro de estos problemas previamente mencionados. Saule Technologies Factory esta diseñando paneles de vidrio fotovoltaicos compuestos por perovskita que podrán ser instalados en edificios y con ellos generar electricidad. Estos paneles de perovskita son impresos de manera tridimensional así evitando usar plomo el cual es altamente dañino para el medio ambiente. Esta misma compañía también diseño persianas hechas de perovskita que absorben la luz solar proporcionando energía para los hogares en las cuales se usa².

Sin duda alguna el perovskita es un material que nos podrá acercar a la neutralidad de carbono, varias compañías como la anteriormente mencionada están buscando la comercialización de los paneles hechos por perovskita. Con estos movimientos se espera que los paneles de perovskita alcancen una eficiencia de 30% a finales de este año y que su mercado tenga un aumento del 34% proyectado de 2020 a 2027.

[1] Contexto UDLAP. (2021, January 12). UDLAP Contexto. Contexto UDLAP.

[5] Sinelec, E. G. (2020, January 9). ¿Qué ES LA PEROVSKITA? Grupo Sinelec.

[4] Guzmán Aguilar, F. (n.d.). Celda solar de perovskita: El Futuro fotovoltaico. Gaceta UNAM.

[2] Forgács, Dávid & Wojciechowski, Konrad & Malinkiewicz, Olga. (2020). Perovskite Photovoltaics: From Laboratory to Industry. 10.1007/978-3-030-22864-4_10.

[3] Ong, S. (n.d.). A bright spot for SOLAR Windows powered by Perovskites. IEEE Spectrum.