La energía solar sufre un vuelco radical: crean un 'sandwich' tecnológico capaz de acabar con el silicio

Durante décadas, el silicio ha sido el pilar de la energía solar. Pero un equipo de investigadores de la Universidad inglesa de Cambridge ha logrado controlar a nivel atómico la combinación de capas 3D y 2D de perovskitas mediante un proceso por vapor, lo que les permite alinear la estructura de forma precisa y aplicar la técnica usada en semiconductores comerciales.

Durante años, las perovskitas de haluro han sido vistas como la gran candidata a sustituir al silicio. Su capacidad para absorber y emitir luz con enorme eficiencia, su bajo coste de producción y la posibilidad de ajustarlas para aprovechar una parte mucho más amplia del espectro solar las han convertido en un material prometedor no solo para paneles solares, sino también para LED y aplicaciones en tecnologías cuánticas.

Sin embargo, su inestabilidad y durabilidad han limitado, hasta ahora, en gran medida el uso de dispositivos de perovskita al laboratorio. Además, los científicos han tenido dificultades para controlar con precisión el grosor de las películas de este material y la interacción entre las distintas capas al apilarse, un paso fundamental para la creación de estructuras funcionales multicapa.

¿Cómo funciona el “sandwich” tecnológico?

Cada capa en un semiconductor tipo sándwich cumple una función distinta en el movimiento de electrones y sus contrapartes con carga positiva (llamadas huecos) y determina cómo los semiconductores absorben o emiten luz. En conjunto, las capas actúan como vías de un solo sentido que guían las cargas eléctricas en direcciones opuestas, evitando que choquen entre sí y disipen energía en forma de calor.

Los investigadores descubrieron que podían ajustar la diferencia de energía entre las capas en más de medio electrón-voltio y, en algunos casos, prolongar la vida útil de los electrones y los huecos a más de 10 microsegundos: mucho más de lo habitual.

El profesor Sam Stranks, del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología y codirector del estudio, explica que gran parte de la investigación en perovskitas se basa en técnicas de procesamiento en solución, “un método complejo y difícil de controlar con precisión”.

Sin embargo, al pasar a un procesamiento en fase vapor (el mismo que se utiliza para fabricar semiconductores convencionales) el equipo ha logrado un nivel de control atómico mucho mayor, pero aplicándolo a materiales “más flexibles y tolerantes”.

Aunque prometedor, el prototipo aún está en fase de laboratorio. Los desafíos incluyen: asegurar que el proceso de producción sea viable a gran escala, garantizar la durabilidad de los nuevos materiales bajo sol, lluvia o calor extremo, y reducir aún más los costes de fabricación para que compita con el silicio convencional. Si finalmente desplaza al silicio, no solo cambiará los paneles solares sino todo el ecosistema de la industria fotovoltaica.