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Un 20% de rendimiento en fotovoltaica basada en perovskita

Área: Medio ambiente,Tecnología — sábado, 11 de junio de 2016

Unas células fotovoltaicas de perovskita de bajo coste consiguen alcanzar un 20% de rendimiento.

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La energía solar fotovoltaica es una gran promesa a la hora de proporcionar electricidad de forma alternativa, sobre todo en países en donde haya casas unifamiliares y no haya impuestos al sol.

Sin embargo, este tipo de energía alternativa necesita de ciertos requerimientos si queremos que se imponga. Por un lado las células fotovoltaicas tienen que estar por encima de cierto rendimiento, estar hechas de elementos abundantes en la corteza terrestre y, además, ser baratas.

Una tecnología que cumple con los dos primeros requisitos es la de silicio. Pero esta tecnología requiere de tal grado de pureza, gasto de energía y precisión en los procesos de fabricación que hacen que sea cara. Sin embargo, esta tecnología tradicional ya es rentable y se amortiza en pocos años.

Una tecnología alternativa que siempre se ha propuesto es la que usa cristales de perovskita. El grupo de Michael Graetzel (EPFL) ha conseguido recientemente células de bajo coste hechas con este tipo de material que tienen un rendimiento del 20%, lo que las equipara a las convencionales.

Hasta ahora las células fotovoltaicas de este tipo cumplían con el bajo coste de fabricación y uso de elementos no escasos, pero no con el rendimiento. Este nuevo resultado cambia la perspectiva sobre el asunto para bien. Se espera que esta tecnología alcance aún más rendimiento en el futuro.

También es posible el uso de tecnología mixta que use un sistema multicapa de silicio y perovskita. Con este tipo de sándwich se alcanzan ya rendimientos que exceden el 30% y se espera llegar al límite del 44% en algún momento futuro. Estos sistemas serían rentables de usar incluso sin la necesitad de concentrar luz mediante sistemas ópticos.

Recordemos que la perovskita es un tipo de mineral que puede tener distintas composiciones y que el término define el tipo de estructura cristalina. El nombre proviene del geológo Lev Perovski, que descubrió el primer mineral natural de este tipo.

El prototipo ahora conseguido tiene el tamaño de una tarjeta SD y parece un trozo de vidrio común oscurecido en una de sus caras. Para su confección los investigadores mezclan distintos compuestos en forma líquida para formar una “tinta” con la que se pinta una cara del un vidrio conductor de la electricidad. Entonces, la disolución va formando perovskita que cristaliza cuando se aplica calor de forma moderada. Al final se obtiene una capa seca de cristales de perovskita sobre esa cara.

La parte complicada es conseguir que estos cristales absorban la máxima cantidad de luz y que esta se transforme en electricidad. Para conseguir el nuevo récord, estos investigadores consiguieron controlar el tamaño de grano de estos cristales, que además se ordenan en capas regulares y suaves. Entre otros trucos han usados técnicas de vacío para conseguirlo y así deshacerse de los componentes volátiles al ritmo deseado.

Sin embargo, hay un problema que hay que solventar. En estos cristales entra el plomo en su composición, metal pesado muy tóxico que no puede escapar al ambiente. Si el cristal no es estable entonces el plomo liberado puede contaminar el entorno. Por tanto se necesitan más estudios en este sentido.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4958

Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: Alain Herzog / EPFL.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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9 Comentarios

  1. David:

    Pues esta muy bien este avance en fotovoltaica. Lastima que en nuestro país, hayan puesto un impuesto al Sol, gravando el autoconsumo. Quizás nos dejasen tener en casa, un motor Sterling, que funciona con calor del día, o un molinillo a turbina aerogenerador, con imanes de neodimio; o también están grabadas con impuestos.? Que alternativas, para el autoconsumo y generación de energía eléctrica, a partir de renovables, nos quedarían entonces.?

    Un saludo.

  2. JavierL:

    Amigo david tengo entendido que el impuesto al sol no es precisamente al sol es a la práctica de conectarte a la red eléctrica solo de noche, y no pagando electricidad al vender de día tus sobrantes.

    alegando las compañías eléctricas que igual tendrían que amortizar las inversiones y mantener el mantenimiento a la red existente para que puedas hacer uso de ella. Y que tienes que pagar por eso. Bajo esa lógica cualquier energía que cree ese patrón de consumo daría el mismo resultado legal.

    Y tengo entendido que si instalas baterías para abastecerte en las noches y te desconectas de la red eléctrica ya no tendrías que pagar ese “impuesto al sol”. Solo que con baterias el costo de la energía solar ya no se vuelve rentable y a la gente (generalizando) no le interesa el medio ambiente sino ahorrar dinero, por lo cual usará la solar solo mientras sea rentable. Por esa razón resultados como el presente es súper prometedor.

  3. NeoFronteras:

    El impuesto al sol que se aplica en España es único en el mundo y es absolutamente infame. No hay justificación alguna posible, salvo el mantener los privilegios de algunos. El ministro que lo propuso ya está dimitido por corrupción y por mentir (papeles de Panamá). Aunque seguro que en algún momento hará uso de alguna puerta giratoria.
    Lo mínimo que habría que hacer es la nacionalización a coste cero de todas las eléctricas y declarar la deuda por déficit de tarifa odiosa y no pagarla, cerrar las térmicas de carbón y las minas que las suministran. A la vez, hay que apostar por las alternativas. Es la única solución si realmente queremos respetar el medio ambiente y que la economía no colapse.

  4. Albert:

    :) No me he podido resistir a enlazar este vídeo, en el que se ve a ese gran Ministro, (del que habla el Sr. Neo), mostrando su “excelente” nivel cultural, defendiendo con chulería y vehemencia que “el meridiano de griinbi pasa por las islas Canarias”:

    https://www.youtube.com/watch?v=poQ2eYgRSEY

    Saludos. :(

  5. JavierL:

    Solo destacar que no justifico dicho impuesto porque me parece igual de infame. Solo coloque el alegato para poder concluir que no aplica solo a los paneles solares sino cualquier energía alternativa que cree el mismo patrón de consumo, en respuesta a david.

    A propósito, Quien habría pensado que la burla de bastiat se volvería realidad http://bastiat.org/es/peticion.html

    Lo Que sí mantengo es lo último sobre que la gente solo le preocupa el bolsillo y no el ambiente. Así que aún nacionalizado no habría ninguna presión hacia la energía limpia sino hacia la energía barata.

  6. Tomás:

    Pero Albert, ¿por qué tanta crueldad? Marianico fue en su día el tonto del pueblo -sin despreciar- que ascendió a ministro por méritos cuando le preguntaron: ¿quién es más tonto, tú o tu hermano?. Mi hermano, respondió. ¿Y por qué?, le volvieron a preguntar. Porque el trabaja y yo no. De tal inteligente respuesta se enteró Rajoy y sus cazatalentos por lo que fue fichado para ser ministro de inmediato.
    Además no estaba tan herrado -permítaseme la h- en lo de las Canarias. Bastaría empujar unos 16º hacia el oeste al observatorio de Griinvis -no Griinbi, como con tan mala intención dices- y ya está arreglado. Y por lo de Panamá tampoco hay que culparle. Él creía que era un pueblo de La Rioja -por aquello del vino-.
    En resumen, que no es para tanto; que otros lo hacen mucho peor, son más incultos, más tontos y ahí los tienes con sus títulos universitarios y todo.
    Enfadado contigo, no te envío abrazo ni nada.

  7. David:

    Gracias sr. Javier L por su aclaración sobre el tema este. Le quedo muy agradecido por su ayuda.

    Una duda a la que vengo dando vueltas, es que después de lo de Fukushima, Ángela Merkel, tiene intención de cerrar todas las centrales nucleares de Alemania, para 2020. Con lo cual una de dos: bien va a sustituir las centrales nucleares por centrales térmicas de gas, comprándoles el gas a Gasprom. O bien las va a sustituir por energías renovables, con algunas patentes alemanas, interesantes sobre este tema ultimo.

    Alemania, es un país muy industrializado, y si ponen la energía eléctrica muy cara, como aquí, en España, no se como terminara todo. Quizás, marchándose afuera del país, buscando países con energía abundante y barata.

    Por otro lado, he leído de otras centrales nucleares, menos contaminantes y seguras (parece), que las de uranio; que emplean thorio. Aun así, la canciller alemana, a decidido cerrarlas todas, como hizo Zapatero, con las pocas que había en España; y haciéndonos totalmente dependientes de Francia y Marruecos, que si tienen centrales nucleares.

    Además, todo ese empeño del gobierno, por deshacerse de las empresas publicas españolas, como Timofonica, Endesa, …, para evitar crear monopolios. Y va una compañía energética extranjera, de carácter publico, la italiana Enel, y se hace con la mayor compañía energética española. No lo comprendo, a que están jugando?

    Por cierto,acabo de leer, que han logrado crear o hacer, cientificos de Harvard, han fabricado, una hoja bionica, que por fotosintesis, transforma, la energía solar, en combustible de hidrogeno. http://blogthinkbig.com/esta-hoja-bionica-transforma-la-energia-solar-en-combustible-de-hidrogeno/ Curioso, no?. Quizás a alguno de vosotros, les guste el blog, ya de paso.

    Un saludo.

  8. Miguel Ángel:

    Pues sí, querido David, son buenas pistas de qué gallos defienden qué corrales. Y, como casi siempre, malas noticias para el planeta…excepto por la noticia de la hoja biónica que también nos enlazas.

    Recibe un fuerte abrazo.

  9. Tomás:

    Lo que no comprendo es por qué, en el debate a cuatro, nadie preguntó a Rajoy el porqué de ese abandono tanto de las energías limpias como de su tecnología, con lo bueno que hubiese sido para España y su ciencia el haber dedicado esfuerzos a ello; podríamos estar entre las primeras naciones del mundo, si no la misma primera. Claro que quien pregunte eso puede despedirse de toda puerta giratoria. ¿Será por eso? Sería terrible esa razón porque, entonces, gane quien gane, todo seguirá igual.

    Lo de la hoja biónica puede ser una maravilla. Yo no tengo tiempo de ir a prácticamente ningún blog porque ya tengo bastante con Neofronteras. Estoy seguro de que si la cosa merece la pena, lo sacará.

    De todas formas muchas gracias, amigo David.

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