Los tejados y las «alas voladoras» podrían equiparse con estos paneles solares de perovskita sobre silicio más potentes.
Escondido en las afueras de Oxford, el centro de investigación y desarrollo solar parece cualquier otra unidad industrial monótona bajo el sol de octubre.
Pero para los entusiastas de la energía verde, el laboratorio de Oxford PV es tan emocionante como la fábrica de chocolate Charlie.
Al comienzo del día se reparten docenas de células solares a los científicos, quienes se ponen a trabajar experimentando: ajustando su composición, sometiéndolas a pruebas de estrés en cámaras climáticas y haciendo zoom en microscopios para separar las células buenas de las malas.
¿Su ingrediente secreto? Perovskita, una estructura cristalina que aumenta la eficiencia de paneles solares cuando se superponen sobre células de silicio tradicionales.
Oxford PV, que surgió de un proyecto de investigación de la Universidad de Oxford y tiene una fábrica cerca de Berlín, está liderando el camino en la fabricación de células solares en tándem de perovskita sobre silicio.
Está en buena compañía en el Oxford Pioneer Park, donde los expertos también trabajan intensamente en motores eléctricos y fusión nuclear.
Oxford PV ahora está cosechando los beneficios de estar a la vanguardia en perovskita, con amplios derechos de propiedad intelectual y un acuerdo con una empresa de servicios públicos estadounidense.
Perovskita sobre silicio: ¿el próximo gran avance solar?
No es necesario convencer a nadie de que el futuro incluye una gran cantidad de energía solar. Además de ser mejores para el clima y la seguridad energética, la energía solar y la eólica son ahora las mas barato formas de agregar generación de electricidad en casi todos los países.
Pero las células solares de silicio tradicionales se están topando con su límite de eficiencia de alrededor del 26 por ciento de la luz solar convertida en energía eléctrica.
«Estamos en medio de la última ola de muerte solar, ya sea en Europa debido a la Chino competencia o en los EE. UU. debido al fracaso de algunas de las nuevas empresas fotovoltaicas de película delgada”, dijo a Euronews Green el director ejecutivo de Oxford PV, David Ward.
Ha habido poco que cuestione la posición actual del silicio en la última década, que suele ser el tiempo mínimo que lleva una nueva innovación de tecnología dura para abrirse paso.
Fundada en 2010, Oxford PV recién ahora está viendo cómo el mundo comercial se da cuenta del potencial de la perovskita sobre silicio, para la cual logró una eficiencia récord mundial para una celda del 29,5 por ciento en 2020.
Desde entonces, ha habido lo que Ward describe como un “florecimiento” de empresas en el espacio del tándem de silicio perovskita, que en su mayoría están tratando de ponerse al día.
«El punto de inflexión es realmente rápido y ha sido cierto en toda la industria fotovoltaica en todas las generaciones del silicio», añade Ward.
¿Qué es exactamente la perovskita y cómo funciona?
La perovskita se refiere a un mineral orgánico descubierto en Rusia en el siglo XIX y que lleva el nombre del mineralogista Lev Perovski. También describe la estructura cristalina de este tipo de mineral, que puede contener varios átomos.
ANUNCIOLa perovskita de Oxford PV se fabrica mediante máquinas (lo que la mantiene barata) y es un material semiconductor muy adecuado para captar la luz solar, explica el director adjunto de tecnología, Ed Crossland.
En un panel solar normal, los lingotes de silicio se cortan en obleas muy finas y se extienden para cubrir el área más amplia. Luego se añaden contactos metálicos que activan el material de silicio. En total, se juntan unas 60 células para formar el panel.
Para las celdas en tándem, perovskita está recubierto en la parte superior como una capa aún más delgada (alrededor de 1 micrón frente a los 150 micrones de una oblea de silicio), lo que efectivamente crea dos células en una. La perovskita es invisible a simple vista, pero absorbe un espectro de energía del sol mayor que el que puede absorber el silicio.
Al producir más energía por panel, “la perovskita sobre silicio es la próxima idea tecnológica que llevará la energía solar por encima de lo que el silicio por sí solo puede hacer”, afirma Crossland. Mientras que el silicio tiene un límite de eficiencia teórica del 29 por ciento, la celda en tándem podría alcanzar el 43 por ciento.
ANUNCIOEl coste adicional de añadir la capa de perovskita es más que compensado por el valor de esta energía adicional, explica Ward, lo que lo convierte en una opción «obvia» para los socios comerciales.
¿Para qué se pueden utilizar los paneles de perovskita sobre silicio?
Un espectro de clientes ha declarado su interés en los paneles solares de perovskita: desde propietarios de viviendas a las principales empresas de servicios públicos.
En septiembre de 2024, Oxford PV envió sus paneles a una empresa de servicios públicos estadounidense no revelada, en el primer despliegue comercial del mundo de tecnología solar en tándem de perovskita.
Los paneles se están instalando en la esquina de un nuevo campo solar y se están monitoreando para que las empresas estadounidenses puedan comparar sus beneficios.
ANUNCIOAdemás de la fabricación «básica» para tejados y campos solares, la fábrica de Oxford PV en Brandeburgo puede fabricar células para aplicaciones más especializadas como la aviación.
Los paneles solares permiten que los UAV (vehículos aéreos no tripulados) que se utilizan para 5G, vigilancia militar y cartografía por satélite funcionen como “una gran ala voladora”, explica Ward.
Con las alas limitadas por el peso y el tamaño, la energía que pueden proporcionar estas nuevas células solares es “absolutamente estratégica”.
Los paneles de perovskita sobre silicio podrían permitir que los vehículos aéreos no tripulados permanezcan a flote durante más tiempo o vuelen a una latitud más al norte, donde el sol es más débil.
ANUNCIOLos científicos en el Oxfordshire lab prueba constantemente nuevas ideas y materiales antes de enviar prototipos a Brandeburgo para demostrar que se pueden ampliar. Sin embargo, sólo una fracción llega tan lejos: «En una instalación comercial no se pueden cambiar las recetas a diario», añade Ward.
Sin embargo, la fábrica alemana aún no es una instalación de gigavatios y Oxford PV desea colaborar con otras empresas para aprovechar todo el potencial de la perovskita para nuestro mundo en rápida electrificación.
‘Tener un ecosistema es fantástico’: cómo colaboran las empresas de tecnología solar
Dado el alcance de sus primeras patentes, la colaboración es un pilar fundamental de los planes de Oxford PV.
«Es bastante difícil fabricar una célula solar de perovskita sobre silicio sin tener que hacer un gran esfuerzo para evitar el conjunto de IP que tenemos», afirma Ward.
ANUNCIO«No estamos tratando de guardárnoslo todo para nosotros, pero nos gustaría participar si la gente utiliza nuestra propiedad intelectual para llegar al mercado». Además de las licencias, la empresa ofrece valiosos conocimientos para que los socios se pongan al día.
La mayoría de las nuevas empresas se concentran en Porcelana y, apoyado por un impulso estratégico para la energía fotovoltaica, Estados Unidos.
En Europa, las empresas existentes de energía o silicio están entrando cada vez más en tándems de perovskita, como enel en Italia.
«Tener un ecosistema es fantástico», dice Ward. «Es mucho más fácil que todo el mercado decida que es adónde se dirige que decir «oye, somos los únicos en esto», porque la evangelización que hay que hacer a la base de clientes y a los inversores es mucho más difícil».
ANUNCIOEl CEO confía en que pasará algún tiempo antes de que aparezca una nueva innovación que deje a la perovskita en el espejo retrovisor. Y, con el objetivo de la COP28 de triplicar la capacidad de energía renovable Para 2030, las empresas deberán invertir en tecnologías que existen hoy en día.
“A pesar de todas las noticias negativas sobre la fabricación europea y la energía fotovoltaica europea, tenemos una nueva instalación que utiliza nuevas tecnologías de una manera que no es la misma que la antigua energía solar en silicio. China ha hecho un muy buen trabajo al abaratar la energía solar en su propia escala y esfuerzos”, dice Ward. «Pero este es un nuevo paradigma».
