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
Netanyahu ya no disimula: Gaza se ocupa por porcentajes
Netanyahu ya no disimula. Gaza se está ocupando por porcentajes: primero el 52%, luego el 60%, ahora ordena avanzar hasta el 70% y, cuando el público le pide el 100%, responde con una broma: “vayamos en orden”.
Eso no es seguridad. Es desposesión administrada. Es convertir un alto el fuego en una coartada para encerrar a 2,1 millones de personas en cada vez menos territorio, mientras el mundo finge sorpresa ante una estrategia que lleva meses desplegándose delante de todos.
Cuando un Gobierno habla de ocupar Gaza por fases, ya no estamos ante una guerra: estamos ante un plan.
👉 El artículo completo puede leerse en el primer comentario.
Y si quieres ayudarnos a seguir haciendo periodismo que no baja la cabeza:
donorbox.org/aliadas
Contra el racismo institucional: Ayuso intentó vender colapso y el Supremo le contestó con una palabra incómoda, pruebas
Ayuso intentó vender colapso y el Supremo le ha contestado con lo único que desmonta la propaganda: pruebas. Y no las había. Ni de que la sanidad fuera a hundirse, ni de que la educación fuera a reventar, ni de que Madrid fuese a convertirse en una especie de apocalipsis administrativo por regularizar a personas migrantes.
El truco es viejo y miserable: primero deterioran lo público y luego culpan a quienes llegan buscando derechos, trabajo y una vida posible. No era gestión. Era racismo institucional con membrete oficial.
El artículo completo puede leerse en el primer comentario 👇
Y si queréis ayudarnos a seguir haciendo periodismo que no agacha la cabeza: Donorbox.org/aliadas
Aimar Bretos toma ‘Hoy por hoy’ mientras la SER intenta vender normalidad donde huele a crisis
La SER intenta vender como relevo natural lo que suena demasiado a operación de poder.
Aimar Bretos asumirá Hoy por hoy el 31 de agosto, tras la salida de Àngels Barceló después de 21 años en la cadena y 7 al frente del programa. El problema no es Bretos. El problema es ese viejo truco de llamar “pluralidad” a lo que muchas veces significa presión editorial, ajuste interno y disciplina empresarial.
Porque cuando una periodista sale así, cuando compañeras y compañeros lamentan públicamente las formas, cuando la plantilla tiene que defender su profesionalidad, la palabra independencia empieza a sonar menos a principio y más a decorado.
A lo que llaman relevo quizá haya que llamarlo por su nombre: una operación de despacho con música de sintonía.
👉 Artículo completo en el primer comentario.
💥 Puedes ayudarnos a seguir haciendo periodismo incómodo en Donorbox.org/aliadas.
Vídeo | Palantir en España: el contrato opaco que mete a Silicon Valley en el corazón de Defensa
Defensa entregó a una empresa nacida en el ecosistema de la CIA una pieza sensible de la inteligencia militar española, sin publicidad, con una sola oferta y bajo una capa de secreto que huele demasiado a negocio blindado.
Vídeo | Palantir en España: el contrato opaco que mete el tecnofascismo en Defensa
Mientras nos hablan de modernización, eficiencia y seguridad, el Estado español abre la puerta de su inteligencia militar a una de las empresas más vinculadas al negocio global de la vigilancia, la guerra y el poder algorítmico. Te lo contamos en #ReportajesSR. Presentado por Patricia Salvador.