Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU), en Singapur, ha desarrollado un nuevo tipo de célula solar ultrafina y semitransparente que podría permitir, en el futuro, que superficies de cristal de uso cotidiano como las ventanas, generen electricidad. La investigación, liderada por la profesora asociada Annalisa Bruno, ha sido publicada en la revista ACS Energy Letters y se ha hecho eco de ella el sitio web Digital Trends.
Dicha tecnología se basa en células de perovskita que tienen un grosor aproximadamente diez mil veces inferior al de un cabello humano y unas cincuenta veces menor que el de las células de perovskita convencionales. Su carácter semitransparente y de tonalidad neutra abre la puerta a integrarlas en cristales sin que adopten el aspecto característico de los paneles fotovoltaicos tradicionales.
Entre las aplicaciones potenciales que contempla el equipo investigador, figuran las ventanillas y techos solares de los automóviles, las gafas inteligentes, los dispositivos vestibles, las fachadas de edificios y las ventanas domésticas, para generar energía a partir de elementos que ya existen y que, actualmente, no se aprovechan para esta finalidad. Mientras que las cubiertas de los edificios suelen estar ya ocupadas por instalaciones fotovoltaicas, las ventanas y las fachadas verticales acristaladas continúan siendo, en su mayoría, espacios sin explotar desde el punto de vista energético.
Una de las ventajas de esta tecnología es que las células pueden producir electricidad incluso con luz indirecta y difusa, una característica que las haría especialmente útiles en entornos urbanos densos donde la incidencia directa del sol resulta limitada.
Según las estimaciones del equipo desarrollador, si la tecnología llegara a escalarse con éxito, edificios con grandes superficies acristaladas podrían generar varios cientos de megavatios-hora anuales en función de su orientación y de la superficie útil disponible.
Para producir estas células, los investigadores han recurrido a un proceso de evaporación térmica, consistente en calentar el material dentro de una cámara de vacío hasta convertirlo en vapor que, posteriormente, se deposita en forma de una capa extremadamente delgada. De acuerdo con la NTU, este método permite obtener capas uniformes sobre áreas más amplias, prescinde del uso de disolventes tóxicos y otorga a los científicos un control preciso sobre el grado de transparencia del material resultante.
En cuanto a su capacidad de obtención de energía, en las pruebas de laboratorio la versión opaca de 60 nanómetros alcanzó un rendimiento cercano al 12%. Las variantes opacas más delgadas se quedaron en torno al 11% con 30 nanómetros y descendieron hasta el 7% con un grosor de 10 nanómetros. Por su parte, la célula semitransparente de 60 nanómetros permitió el paso de aproximadamente el 41% de la luz visible y registró una eficiencia del 7,6%.
Estas cifras quedan por debajo de las que ofrecen los paneles solares domésticos comerciales que se instalan habitualmente en cubiertas, cuya conversión de luz solar en electricidad se sitúa, según el propio centro, entre el 18% y el 24%. Sin embargo, el objetivo de los investigadores no pasa por competir directamente con esos productos en términos de potencia, sino por aprovechar superficies en las que los paneles convencionales resultarían poco prácticos o estéticamente inviables.
Pese al interés de los hallazgos, los responsables del proyecto subrayan que se trata de una investigación que aún no ha salido del entorno de laboratorio y que, por lo tanto, no existe todavía un producto listo para ser incorporado a ventanas, vehículos o dispositivos vestibles. La universidad singapuresa ha presentado una solicitud de patente y mantiene contactos con empresas con el fin de validar el proceso de producción en masa.
Antes de cualquier paso hacia la comercialización, el equipo de desarrolladores deberá demostrar que las células conservan su estabilidad, soportan un uso prolongado en el tiempo y mantienen un comportamiento adecuado cuando se fabrican sobre superficies de mayor tamaño que las utilizadas hasta ahora en las pruebas.
