La principal barrera para expandir la energía solar en ciudades no es el coste de los paneles. Es el espacio. Los paneles fotovoltaicos convencionales necesitan superficies planas orientadas al sur, lo que en una ciudad densa —donde el suelo cuesta una fortuna y los tejados ya están saturados— es un bien escaso. Los edificios, en cambio, tienen miles de metros cuadrados de superficie en sus fachadas y ventanas. El problema es que esa superficie tiene que dejar pasar la luz. Nadie quiere trabajar en una oficina oscura por culpa de los paneles solares.Investigadores de la Nanyang Technological University (NTU) de Singapur, liderados por la profesora asociada Annalisa Bruno del Energy Research Institute (ERI@N), han desarrollado una célula solar de perovskita tan delgada —solo 10 nanómetros— que es prácticamente invisible a simple vista y puede instalarse directamente sobre cristales sin cambiar significativamente su apariencia. Lo publica New Atlas este 26 de mayo con datos del artículo original en la revista ACS Energy Letters.Qué es la perovskita y por qué esta investigación es relevanteLa perovskita es un material semiconductor que en los últimos diez años ha pasado de ser una curiosidad de laboratorio a convertirse en el rival más serio del silicio en fotovoltaica. Su principal ventaja: puede fabricarse con procesos mucho más baratos que el silicio cristalino y ofrece eficiencias de conversión que compiten con él. Su principal problema: la estabilidad a largo plazo bajo calor y humedad, que en aplicaciones convencionales ha limitado su comercialización.Las células solares de perovskita convencionales tienen capas de entre 150 y 500 nanómetros de grosor. Las del equipo de la NTU tienen 10 nanómetros —unas 50 veces más delgadas que las estándares y 10.000 veces más delgadas que un cabello humano. Para lograrlo usaron un proceso llamado evaporación térmica al vacío: los materiales se calientan en una cámara de vacío hasta que se evaporan, el vapor se deposita sobre la superficie y forma una película ultrafina. A diferencia de otros métodos de fabricación de perovskita, este proceso no usa disolventes tóxicos y permite controlar el grosor con gran precisión.Los resultados de rendimiento son los siguientes. En dispositivos opacos:Capa de 10 nm: 7% de eficiencia de conversiónCapa de 30 nm: 11% de eficienciaCapa de 60 nm: 12% de eficienciaEn el dispositivo semitransparente, usando una capa de 60 nm:41% de transmisión de luz visible — suficiente para ventanas de oficina7,6% de eficiencia de conversión — entre las mejores reportadas para células semitransparentes con materiales similaresPor qué la eficiencia del 7,6% importa aunque parezca bajaUna célula solar convencional de silicio en una instalación residencial tiene una eficiencia del 20-23%. ¿Por qué es interesante una célula del 7,6%? Porque el contexto cambia completamente lo que «eficiente» significa.Una ventana que deja pasar el 41% de la luz y convierte el 7,6% de la energía solar en electricidad sigue siendo una ventana. No es un panel opaco. No bloquea la vista. No requiere modificar la arquitectura del edificio. Si aplicás esa tecnología a los miles de metros cuadrados de fachada acristalada de un edificio de oficinas, el agregado energético puede ser sustancial. La profesora Bruno lo pone en perspectiva: los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo energético global. Cualquier tecnología que pueda integrar generación eléctrica en la superficie de los edificios sin cambiar su función principal tiene un mercado potencial enorme.Las células solares de perovskita-silicio ya han superado el 30% de eficiencia en laboratorio gracias a arquitecturas de triple unión, pero son dispositivos opacos para instalación en tejados. Los módulos solares flexibles de perovskita con nanotubos de carbono avanzan hacia aplicaciones en superficies curvas y textiles. Las láminas de la NTU abren el camino hacia las ventanas. Un panel híbrido del CSIC de Sevilla que combina perovskita con energía de lluvia explora otra dimensión de la fotovoltaica integrada en superficies urbanas.La innovación del equipo de la NTU no está solo en el resultado sino en el proceso: es la primera demostración de células de perovskita ultrafinas fabricadas íntegramente por procesos al vacío, lo que los investigadores señalan como un paso hacia la producción industrial escalable, ya que las líneas de fabricación de semiconductores ya usan procesos al vacío y son compatibles con este método.Mi valoraciónLlevo años siguiendo la perovskita y la fotovoltaica integrada en edificios, y el avance de la NTU me parece genuinamente interesante por tres razones concretas. Primera: la neutralidad de color. Una ventana tintada de marrón o verde por la perovskita no sirve comercialmente; una con color neutro sí. Segunda: el proceso al vacío, que resuelve el problema de reproducibilidad que otros métodos tienen con la perovskita. Tercera: el 41% de transmisión de luz visible, que está dentro del rango de los vidrios de control solar que ya usan los edificios de oficinas.Lo que más me preocupa es lo que no está en el artículo: los datos de estabilidad a largo plazo. Las células de perovskita tienen un historial complicado con la degradación por humedad y calor, y el equipo no publicó datos de estabilidad acelerada. En condiciones reales de uso en fachada —con lluvia, sol directo, variaciones de temperatura— el comportamiento puede ser muy diferente al de laboratorio. Los ensayos en áreas de pocos centímetros cuadrados no extrapolados directamente a ventanas de metro cuadrado.La pregunta relevante no es si estas células van a llegar mañana a los edificios —no van a llegar—, sino si en tres o cinco años el proceso al vacío y la formulación de perovskita habrán madurado lo suficiente como para que alguien construya un edificio con estas ventanas. Los precedentes en fotovoltaica integrada en vidrio (BIPV) son de décadas de desarrollo. Pero el ritmo de la perovskita está siendo distinto.Preguntas frecuentes¿Qué hace que estas células solares sean «casi invisibles»?La clave es el grosor de solo 10-60 nanómetros y la apariencia neutral de color. Las células solares de perovskita convencionales suelen tener tonos marrones o verdosos visibles que cambian el aspecto del vidrio. Las de la NTU tienen un color neutro que no altera significativamente el aspecto del cristal, y su grosor extremadamente fino hace que no se perciban visualmente. La versión semitransparente de 60 nm deja pasar el 41% de la luz visible, similar a un cristal de control solar de oficina.¿Por qué se usa perovskita y no silicio en estas células?El silicio es la base de la fotovoltaica convencional, pero no es compatible con aplicaciones de película ultrafina transparente: no puede fabricarse en capas de 10-60 nanómetros manteniendo rendimiento aceptable. La perovskita tiene una estructura cristalina que permite capas muy delgadas con buena absorción de luz, lo que la hace adecuada para fotovoltaica integrada en ventanas, fachadas y superficies curvas.¿Cuándo podría estar disponible comercialmente esta tecnología?El equipo no ofrece un plazo de comercialización. Las barreras pendientes incluyen: demostrar estabilidad a largo plazo bajo condiciones reales de exposición a la intemperie, escalar el proceso de fabricación al vacío a áreas de metros cuadrados (ahora demostrado solo en pocos centímetros cuadrados) y resolver los retos de encapsulación que protegen la perovskita de la humedad. En el panorama realista, una comercialización en fachadas de edificios estaría a un mínimo de cinco a diez años si el ritmo de mejora se mantiene.La noticia Células solares en el cristal de tu ventana: investigadores de Singapur crean láminas de 10 nanómetros casi invisibles que generan electricidad fue publicada originalmente en Wwwhatsnew.com por Natalia Polo.