El invento que quiere jubilar a las pilas de siempre: unas células solares que convierten cualquier luz en electricidad

Las placas solares se han convertido en España en una popular alternativa para hacer frente a la subida del precio de la luz. Una tecnología que sigue evolucionando y que ya cuenta con inventos que disparan su rendimiento. Ahora podrían acabar con las pilas desechables para siempre.

Un equipo de investigadores de la University College de Londres (Reino Unido), también conocida como UCL, ha desarrollado unas nuevas células solares de perovskita duraderas que son capaces de recoger eficientemente energía de la luz interior.

Este avance podría significar el adiós definitivo de las pilas desechables que se utilizan habitualmente en las casas para alimentar una variedad de dispositivos electrónicos, como mandos a distancia, teclados inalámbricos, sensores, alarmas o productos conectados al Internet de las Cosas (IoT).

Hechas de perovskita

Los investigadores han utilizado perovskita, un material compuesto de óxido de calcio y titanio que se usa cada vez más en los paneles solares exteriores y que, a diferencia de los paneles fotovoltaicos tradicionales de silicio, tiene potencial para utilizarse en interiores.

Esto se debe a que la composición de la perovskita se puede ajustar para absorber mejor las longitudes específicas de la luz interior y artificial, como la emitida por bombillas LED, tal y como explican los investigadores en su estudio publicado en Advanced Functional Materials.

La nueva célula solar que convierte la luz interior en electricidad. University College London Omicrono

Sin embargo, la perovskita cuenta con un importante inconveniente: contiene pequeños defectos en su estructura cristalina, llamados "trampas", que pueden hacer que los electrones queden atrapados antes de poder aprovechar su energía.

Un defecto que no solo interrumpe el flujo de electricidad, sino que también contribuye a la aceleración del deterioro del material, según apuntan los científicos. Para combatir este problema, los investigadores han usado una combinación de productos químicos.

El aerogenerador para jubilar a las placas solares en casa: se instala en el tejado y funciona hasta con fuertes tormentas

Esta solución, que mezcla rubidio y dos sales orgánicas que actúan como estabilizadores químicos, podría conseguir que los paneles solares de perovskita sean viables para interiores. De hecho, los investigadores aseguran que sus células son unas seis veces más eficientes que los mejores paneles fotovoltaicos comerciales para interiores.

También son más duraderas que otros dispositivos basados en perovskita y se podrían usar durante cinco años o más, en lugar de solamente unas semanas o meses. "Billones de aparatos que necesitan pequeñas cantidades de energía dependen de recambios de batería, una práctica insostenible", apunta Mojtaba Abdi Jalebi, autor principal del estudio.

El invento que jubilará a las placas solares: se integra fácil en la fachada de los edificios y se puede elegir su forma y color

"Actualmente, las células solares que capturan energía de la luz interior son caras e ineficientes. Nuestras células solares de perovskita especialmente diseñadas pueden recoger mucha más energía que las comerciales y son más duraderas que otros prototipos. Allanan el camino para electrónica alimentada por la luz ambiental presente en nuestro día a día", continúa el investigador.

El equipo de científicos se encuentra actualmente en "conversaciones con socios industriales" para explorar estrategias de escalado y despliegue comercial y aseguran que la ventaja "particular" de su célula solar es que es "de bajo coste, ya que emplea materiales abundantes en la Tierra y solo requiere procesamiento sencillo; y se pueden imprimir como un periódico".

Ya se han probado

Los investigadores indican en su estudio que las primeras células solares de perovskita tenían un principal problema: la alta densidad de "trampas" en el material y en sus interfaces con las capas colectoras de carga, lo que interrumpía el flujo de carga.

Incluso provocaba que la energía se perdiera como calor. Sin embargo, la combinación de productos químicos que han empleado en sus células solares de perovskita favorecía un crecimiento más homogéneo de los cristales con mínimas tensiones, reduciendo la densidad de las "trampas".

Un investigador sujetando una parte de la célula solar. University College London Omicrono

"La célula solar con estos pequeños defectos es como un pastel cortado en pedazos. A través de una combinación de estrategias, hemos vuelto a unir ese pastel, permitiendo que la carga lo atraviese más fácilmente. Los tres ingredientes añadidos tuvieron un efecto sinérgico, produciendo un resultado superior al de la suma de sus partes", afirma Siming Huang, otro de los autores del estudio.

El equipo de científicos ya ha realizado una serie de pruebas en laboratorio de sus células solares de perovskita, que confirmaron que son capaces de convertir el 37,6 % de la luz interior artificial (a 1.000 lux, similar a una oficina bien iluminada) en electricidad.

El invento para tener energía barata sin placas solares: "es fácil de instalar y cubre el 80% del consumo de una casa"

Lo que supone un récord mundial para este tipo de panel solar optimizado para luz interior, es decir, con una brecha de banda de 1,75 electronvoltios. Los investigadores también probaron las células solares para ver su resistencia a la degradación con el tiempo.

Tras más de 100 días, las células mantuvieron el 92 % de su rendimiento original, mientras que una versión sin mejora (con perovskita no tratada) conservó el 76 %. Mientras que en condiciones extremas, de 300 horas de exposición continua a luz intensa a 55 ºC, los paneles conservaron el 76 % de su capacidad.

Por su parte, la versión sin mejorar bajó al 47 %. Una tecnología que, en un mundo en el que miles de millones de aparatos requieren y dependen de pilas que deben reemplazarse constantemente, podría conseguir que muchos de ellos funcionen sin necesidad de mantenimiento energético durante años aprovechando tan solo la luz interior de las casas.