Este medio se sostiene gracias a su comunidad. APOYA EL PERIODISMO INDEPENDIENTE .
Soporte de vidrio con cuatro células solares de perovskita. Dirk Mahler / Fraunhofer ISE
La mayor fuente de energía limpia e inagotable de la que disponemos es el Sol. Para captarla, empleamos placas fotovoltaicas capaces de transformarla en electricidad. Pero el verdadero secreto de esa extraordinaria transformación está en los materiales que componen los paneles.
Entre ellos, el más popular es el silicio. Se trata de un material semiconductor que absorbe fotones –partículas de luz– de la radiación solar. Una vez absorbidos, producen cargas eléctricas (huecos o ausencia de electrones y electrones) que son extraídas en las células solares obteniendo electricidad con una muy alta eficiencia.
Sin embargo, el silicio no es el único material capaz de realizar este proceso. En la actualidad contamos con varias alternativas, ya establecidas o emergentes, que no tienen nada que envidiarle.
Materiales de tercera generación
Estas tecnologías están divididas en tres generaciones.
La primera generación se centra en el silicio cristalino, la segunda se divide en silicio multicristalino, calcogenuros –como telururo de cadmio (CdTe) o cobre indio galio selenio (CIGS)– y en materiales compuestos formados por elementos de los grupos III-V, como arseniuro de galio (GaAs).
La primera y segunda tecnologías están ya implantadas en edificios, granjas fotovoltaicas o incluso en tecnología aeroespacial.
La tercera generación –y la menos conocida– está formada por materiales emergentes como son las células solares sensibilizadas por colorante, las células solares orgánicas y, por último, la células de perovskita, cuyo uso todavía no está extendido.
Más eficiente que el silicio
Para comparar tecnologías fotovoltaicas debemos fijarnos en la eficiencia de conversión. Este término se refiere a la relación entre la producción de energía del dispositivo y la energía de radiación solar que entra. Sus valores se utilizan para comparar el rendimiento entre células solares y entre tecnologías fotovoltaicas.
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de Estados Unidos compara gráficamente las eficiencias certificadas más altas en cada tipo de células solares.
Gráfica de la eficiencia de diferentes materiales.
NREL
Si analizamos cuidadosamente la gráfica anterior, vemos que las células solares de perovskita han alcanzado un 25,7 % de eficiencia, superando el rendimiento de las células solares comerciales de silicio multicristalino (23,3 % eficiencia).
Las perovskitas, tras tan solo 15 años de su primer uso en células solares en 2009, cuando obtenía tan solo un 3,8 % de eficiencia, han conseguido ser la tecnología fotovoltaica más prometedora de entre todas las tecnologías emergentes y comerciales.
¿Qué tiene de especial la perovskita?
Vamos a ver qué es el material perovskita, sus características y sus particularidades.
Perovskita.
Robert M. Lavinsky / Wikimedia Commons, CC BY-SA
El término perovskita está ligado al descubrimiento en el siglo XIX del mineral trióxido de titanio y calcio (CaTiO₃), cuya estructura cristalina es una red tridimensional formada por la combinación de elementos de la forma ABX₃. A esta estructura se le llamó perovskita en homenaje al minerólogo Lev Alekseyevich von Perovski y a partir de entonces, a todos los materiales con esta estructura cristalina se les denominan con ese nombre.
Hay diversas familias con esta estructura cristalina, por ejemplo basada en óxidos o haluros. Los materiales de esta última familia (haluros) son los más prometedores para la absorción eficiente de la energía solar. Concretamente, son materiales híbridos orgánicos-inorgánicos, formados por la combinación de:
A: metilamonio, formamidinio o cesio.
B: un metal como plomo, estaño.
X: un haluro como cloro, bromo o iodo.
Estos materiales híbridos presentan unas fascinantes propiedades a nivel óptico y eléctrico, como una absorción altamente eficiente de luz ultravioleta y visible, rápida disociación de los excitones –par hueco-electrón creado en un semiconductor tras la absorción de fotones de luz– en cargas libres debido a su baja energía de enlace de excitones, y por último, una alta longitud de difusión de estas cargas libres para poder ser extraídas en el dispositivo fotovoltaico.
Además, modificando la composición en A, B y/o X con compuestos químicos puros o combinaciones podemos modular a voluntad las propiedades eléctricas de este material (las bandas de energía y su correspondiente banda prohibida) íntimamente relacionado con las propiedades ópticas del material modulando la fracción de la radiación incidente que va a absorber.
Shutterstock / Audio und werbung
¿Cómo se fabrican estos materiales?
Existen múltiples maneras de fabricar las perovskitas por disolución de los precursores o de evaporación térmica de los mismos en vacío, y con técnicas de laboratorio o industriales.
El spin-coating es una técnica de laboratorio que consiste en añadir una pequeña cantidad de líquido a un sustrato. Se crea la capa fina mediante rotación eliminando el exceso de líquido por centrifugación.
El roll to roll (R2R) es un proceso industrial en el que los sustratos son rollos continuos donde se imprime la capa fina mediante una imprenta rotativa, técnica ampliamente utilizada en la impresión de periódicos o folletos.
Este material no requiere de tratamientos térmicos a alta temperatura, por lo que pueden fabricarse células solares flexibles o en tejidos. También posee un alto rendimiento aun manteniendo cierta transparencia, ideal para su posible instalación en ventanas. Además, el bajo coste de los precursores necesarios para producirlo es otro aliciente para el desarrollo de esta nueva tecnología fotovoltaica.
Entonces, ¿cuándo podremos disfrutar de las maravillosas propiedades de la perovskita en nuestro día a día? Aún quedan algunos aspectos por mejorar, como la presencia de plomo y su estabilidad.
El plomo es esencial para alcanzar la deseada alta eficiencia y su cantidad es mínima en el dispositivo. En la actualidad, se están desarrollando otros materiales de perovskita alternativos con elementos como el estaño sustituyendo al plomo.
Por último, el problema de estabilidad puede solucionarse utilizando técnicas de encapsulación en las que el uso de un agente encapsulante (por ejemplo, la combinación de una resina epoxi y vidrio) va a impedir la entrada de humedad y por tanto su degradación.
María Cristina Momblona Rincón recibe fondos de: ayuda IJC2020-044684-I financiada por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y
por la “Unión Europea NextGenerationEU/PRTR”.
Este periodismo no lo financian bancos ni partidos
Lo sostienen personas como tú. En un contexto de ruido, propaganda y desinformación, hacer periodismo crítico, independiente y sin miedo tiene un coste.
Si este artículo te ha servido, te ha informado o te ha hecho pensar, puedes ayudarnos a seguir publicando.
Cada aportación cuenta. Sin intermediarios. Sin líneas rojas impuestas. Solo periodismo sostenido por su comunidad.
Seguir
Seguir
Seguir
Seguir
Subscribe
Seguir
Ayuso convierte la maternidad en trinchera ideológica con su “ley del concebido no nacido”
Isabel Díaz Ayuso ha anunciado que el próximo 2 de julio llevará a la Asamblea de Madrid un pleno extraordinario para debatir y aprobar la llamada “ley del concebido no nacido”. No es una anécdota parlamentaria. No es una medida técnica. Es una pieza más en la ofensiva reaccionaria que intenta reescribir los derechos sexuales y reproductivos con lenguaje administrativo, una carpeta institucional y una sonrisa de superioridad moral.
La propuesta reconoce al “concebido no nacido” como “miembro más de la unidad familiar”. Dicho así parece una fórmula burocrática. Pero no lo es. Es política pura. Y de la más peligrosa: la que pretende colarse por la puerta de las ayudas sociales para instalar una visión ultraconservadora de la maternidad, del cuerpo de las mujeres y de la familia. No están ampliando derechos: están moviendo el marco para que el embarazo pese jurídicamente antes que la vida material de las mujeres.
El pacto entre EE.UU. e Irán redibuja Oriente Medio y deja a Israel mirando el desastre
El acuerdo entre Estados Unidos e Irán, firmado el 18 de junio por Donald Trump y Masoud Pezeshkian, ya tiene su etiqueta grandilocuente: el “gran pacto”, el “acuerdo del siglo”, la jugada histórica que supuestamente cerraría una etapa de guerra y abriría otra de negociación. La liturgia también fue cuidadosamente escogida. Trump lo formalizó en Versalles, al margen de la cumbre del G7, como si el decorado imperial pudiera maquillar lo evidente: las potencias no reconstruyen el orden internacional, lo reparten.
Es el primer pacto firmado por un presidente estadounidense y un presidente iraní desde la Revolución Islámica de 1979. No es un detalle menor. Tiene 14 puntos, prolonga el alto el fuego durante 60 días, incluye a Líbano y abre la puerta a negociar un arreglo permanente, incluido el programa nuclear iraní. Dicho así parece diplomacia. Pero la diplomacia, cuando llega después de miles de muertos, suele ser el nombre elegante del fracaso moral.
Israel rompe con Kaja Kallas porque ya no soporta que Europa pronuncie la palabra apartheid
El ministro de Exteriores israelí, Gideon Saar, anunció el 18 de junio que rompe “todo contacto” con la jefa de la diplomacia europea, Kaja Kallas. La razón, según él, es que Kallas habría comparado a Israel con la Sudáfrica del apartheid durante una visita a México el pasado mayo. No hablamos de una ruptura por una masacre, ni por la expansión colonial en Cisjordania, ni por el asedio a Gaza, ni por la normalización de un régimen de privilegio étnico, militar y territorial. Hablamos de una ruptura por una palabra.
Ahí está el asunto. Israel no rompe con quien bombardea, ocupa, desplaza, bloquea o coloniza. Rompe con quien señala.
Vídeo | Estrenamos este domingo la segunda parte del reportaje “Palestina y la historia que quieren borrar”
Spanish Revolution estrena este domingo a las 15:00 la segunda parte de “Palestina y la historia que quieren borrar”, el reportaje dirigido y presentado por Patricia Salvador dentro de #ReportajesSR, el proyecto audiovisual dirigido por Patricia Salvador y Lea Guggelman.
Bajo el título “La Nakba eterna”, esta nueva entrega continúa el recorrido iniciado en el primer capítulo, donde se abordaba la Nakba para desmontar la mentira de que la historia de Palestina comienza el 7 de octubre.
Vídeo | El turismo que saquea las ciudades mientras sonríe para la foto
El turismo urbano ya no puede seguir vendiéndose como una postal amable, una maleta con ruedas y una pareja haciéndose fotos frente a una fachada histórica. En demasiadas ciudades se ha convertido en otra cosa. En una forma educada de saqueo. Entra sonriendo, paga tres noches, deja propina si toca, sube una historia a Instagram y se marcha. Lo que queda detrás no sale en la foto: alquileres imposibles, vecinas expulsadas, comercios de barrio sustituidos por locales sin alma y calles que ya no pertenecen a quienes las habitan.
No es turismo. Es extracción.