La transición energética más rápida de la historia no es la Revolución Industrial, como muchos piensan, sino la que está ocurriendo ahora con las energías renovables. Las renovables se están instalando a un ritmo cinco veces mayor que todas las demás fuentes de energía combinadas. Y aunque el gran habilitador sea el compromiso mundial por las cero emisiones netas, es la brutal evolución de los paneles solares lo que ha permitido llegar a este punto.
Los paneles fotovoltaicos se han abaratado tanto que la energía solar empieza a dejar atrás a la energía eólica, tradicionalmente más eficiente. A lo largo de las últimas décadas, las células solares han experimentado una transformación radical, impulsada tanto por avances en ingeniería de materiales como por innovaciones en técnicas de fabricación; principalmente de la industria china, aunque Japón esté intentando liderar la próxima generación.
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (NREL) ha publicado un gráfico que ilustra de un vistazo cómo ha avanzado cada tecnología fotovoltaica desde los años 70 y qué células son más eficientes a día de hoy.
Las células tradicionales: silicio cristalino
Células de silicio cristalino
Las células solares cristalinas de silicio (color azul en el gráfico) llevan dominando el mercado varias décadas. El silicio policristalino (el que se usa en los paneles solares con cristales azulados) es más barato, pero el silicio monocristalino (con cristales negros) es el estándar actual de la industria gracias a las mejoras continuas en procesos de purificación y producción, que han acercado su eficiencia a una capacidad de convertir el 27,6% de la luz solar en energía.
Las tecnologías de película delgada (verde en el gráfico) surgieron como alternativa al silicio cristalino para instalaciones que requieran mayor flexibilidad, menor peso o una fabricación a gran escala. Las células de película delgada más eficientes en la actualidad son las de cobre, indio, galio y selenio (CIGS) con una eficiencia del 23,6%, seguidas de cerca por las de teluro de cadmio (CdTE).
Las emergentes: orgánicas y perovskitas
Células de tecnologías emergentes
De color rojo en el gráfico, son las células fotovoltaicas que han intentado quitarle el trono al silicio. Las células orgánicas y las células sensibilizadas por colorante (DSSC) utilizan compuestos orgánicos para absorber la luz. Su eficiencia es modesta (en torno al 19%), pero tienen la ventaja de su bajo coste y la posibilidad de integrarlas en dispositivos flexibles y edificios con colores variados.
Una de las innovaciones más revolucionarias en los últimos años ha sido el desarrollo de las células de perovskita (rojo con relleno amarillo en el gráfico). Gracias a su estructura cristalina inspirada en el mineral del mismo nombre, estas células han venido logrando incrementos exponenciales en eficiencia en poco tiempo, aunque fueran inventadas en Japón en los años 80. Las células de perovskita ya son tan eficientes como las de silicio, con una eficiencia del 27%, pero tienen el problema de degradarse mucho antes.
Las tándem, lo mejor de ambos mundos
Células de dos materiales en tándem
Las células fotovoltaicas que integran el silicio y la perovskita en tándem son las más prometedoras para uso generalizado en la actualidad. El secreto de combinar ambos materiales es que la capa superior de perovskita absorbe longitudes de onda de alta energía y la capa inferior de silicio capta el resto del espectro.
Con una eficiencia del 36,1%, las células tándem (marrón en el gráfico) han dejado atrás el límite teórico de las células de silicio tradicionales (33,7%). Aunque en los laboratorios se sigue intentando buscar alternativas al silicio, que es un material más caro y con una cadena de suministro controlada por China.
Todas las células fotovoltaicas y su evolución
Por últimas, las uniones triples o de más capas (multijunction) son las células que mayores eficiencias han alcanzado en condiciones de laboratorio: hasta el 47,6%. Su coste es elevado y su producción es compleja, pero estas células son útiles en concentradores solares, donde se busca el rendimiento máximo.
Imágenes | NREL
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La noticia
Todas las tecnologías de paneles solares que existen y cuáles son más eficientes, en un gráfico que va 1975 hasta hoy
fue publicada originalmente en
Xataka
por
Matías S. Zavia
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