Breakthrough Energy Ventures, el fondo de Bill Gates, invierte en CubicPV, fabricante de células fotovoltaicas utilizando perovskita, un compuesto que produce al menos un 20% más de energía que la tecnología de silicio predominante.

El material de perovskita aún debe demostrar su durabilidad pero si esto puede suceder, la tecnología podría disparar la participación de mercado de la energía solar, que representará el 54% de toda la electricidad agregada a la red en 2023, según la Administración de Información Energética de EE.UU.

"El sol nunca aumenta su precio y no hay apagones", dice Chris Case, director de tecnología de Oxford PV, con sede en el Reino Unido. "Es la fuente de energía ideal".

Según informó Forbes, en una conversación virtual, Case explicó que la Universidad de Oxford escindió Oxford PV en 2010. El gigante petrolero noruego Equinor respalda a la empresa, que está construyendo una planta de fabricación de células solares en Alemania. Oxford PV combina células de silicio y perovskita, lo que aumenta la tasa de eficiencia. En otras palabras, las células ultrafinas capturan “fotones” y los convierten en electricidad. Y por cada unidad que entra, sale más energía.

Tomemos un metro cuadrado al mediodía: el sol genera 1.000 vatios de energía. Esperar una hora da como resultado 1.000 vatios-hora de potencia. Si la tasa de eficiencia es del 25%, obtenemos 250 vatios por metro cuadrado. Sin embargo, utilizando perovskita podemos conseguir hasta un 40% o 350 vatios.

"Obtengo al menos un 20% más de energía de mis paneles utilizando el mismo espacio", afirma Case. "Lo único más grande es nuestro apetito por la electricidad, lo que nos permite generar más energía en áreas donde no tenemos más espacio".

De hecho, para que Estados Unidos reduzca sus niveles de CO2 en un 80% para 2050, debe duplicar la tasa de electrificación en los próximos 15 años. La atención se centrará en la eficiencia energética, la electricidad descarbonizada, el transporte, los edificios y la electrificación de la industria.

La tecnología combina células de silicio y perovskita, conocidas como "tándem", lo que la hace más cara que los módulos solares convencionales. Sin embargo, las empresas de servicios públicos obtienen beneficios porque pueden generar más energía.

Según información de Xataca, el material hegemónico con el que trabajan los investigadores en tecnologías fotovoltaicas es el silicio, pero a partir de 2009 este elemento químico se ha visto obligado a ceder una parte de su protagonismo. Ese año se publicó el primer estudio dedicado a una célula solar fabricada con una perovskita, y su eficiencia en ese momento era tan solo del 3,8%. Es una cifra muy baja, y, además, el material se degradaba perceptiblemente en unas pocas horas.

Desde entonces el panorama ha cambiado mucho. Actualmente las células solares que combinan silicio y perovskitas para formar estructuras tándem o multiunión tienen una eficiencia aproximada del 30%. Además, ya no se degradan en horas. Tienen una estabilidad mucho mayor que la que tenían cuando las perovskitas irrumpieron en el ámbito de los paneles fotovoltaicos. Y, de propina, son baratas y fáciles de fabricar. Aun así, todavía queda mucha investigación por hacer.

Los fabricantes de energía solar miran hacia el futuro. Por ejemplo, First Solar, con sede en Arizona compró Evolar, líder europeo en tecnología de perovskita. "Con esta adquisición, junto con nuestro nuevo centro de innovación en Estados Unidos y nuestro compromiso de larga data con la I+D, estamos invirtiendo no sólo en el futuro de First Solar, sino también en el futuro de la energía solar", afirmó Mark Widmar, director ejecutivo de First Solar.

"Anticipamos que los módulos fotovoltaicos en tándem de alta eficiencia definirán el futuro, acelerando la descarbonización al permitirnos convertir la luz solar en electricidad limpia de manera más eficiente", agregó. 

Mientras tanto, el fabricante chino de paneles solares GCL System Integration presentó un módulo solar de perovskita resistente de 320 vatios. Microquanta de China presentó testimonios similares.

Sin duda, las células solares de perovskita están sujetas a condiciones climáticas que pueden impedir su rendimiento.

“Los fabricantes aún tienen que cumplir su promesa de ofrecer productos comerciales de perovskita. Un problema que afecta a las perovskitas es que se degradan cuando se exponen al oxígeno, la humedad y la luz”, decía un artículo en Spectrum del IEEE.

Martin Green, investigador de células solares de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia, dijo a CNBC que las perovskitas son muy prometedoras. Aún así, la pregunta sigue siendo si pueden ser comercialmente viables.

"Aunque se han logrado avances desde que se informaron las primeras células de perovskita, los únicos datos de campo publicados para este tipo de células en tándem con eficiencia competitiva sugieren que sólo sobrevivirían unos pocos meses al aire libre incluso cuando estuvieran cuidadosamente encapsuladas", explicó. 

El mercado solar en general todavía tiene grandes esperanzas en esta tecnología. Según Precedence Research, el mercado de perovskita valía 94 millones de dólares en 2022, pero podría valer 2.500 millones de dólares en 2032, una tasa de crecimiento compuesta anual del 32%.

Por otro lado,   un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han alcanzado una eficiencia récord mundial del 24,35% con una superficie activa de 1 cm2. Antes de la hazaña récord del equipo de la NUS, la mejor célula solar de perovskita de 1 cm2 registraba una eficiencia de conversión de potencia del 23,7%.

La perovskita es un material cristalino que se ha convertido en una sensación en la investigación de la energía solar. Su nombre proviene del mineral perovskita, que fue descubierto en los montes Urales en el siglo XIX. La perovskita utilizada en las celdas solares es un compuesto químico con una estructura similar a la del mineral original.

“Para hacer frente a este reto, emprendimos un esfuerzo dedicado a desarrollar tecnologías innovadoras y escalables destinadas a mejorar la eficiencia de las células solares de perovskita de 1 cm2. Nuestro objetivo era salvar la brecha de eficiencia y liberar todo el potencial de los dispositivos de mayor tamaño”, declaró el profesor adjunto Hou Yi, director del equipo de investigación de la NUS.