Nuestro planeta se enfrenta a una emergencia global sin precedentes debido a la crisis climática. Para contrarrestar esta narrativa, necesitamos tecnologías energéticas nuevas y disruptivas. Los avances en este ámbito pueden hacer de nuestro planeta un lugar mejor para vivir, minimizar los efectos perjudiciales del cambio climático y garantizar un alto nivel de vida. Obtener energía por medios verdes y limpios es el camino a seguir para preservar nuestra civilización. Como dijo en su día Jimmy Carter: nadie puede embargar jamás el sol ni interrumpir su suministro para nosotros”; el sol es el mejor regalo para la humanidad, y aprovechar la luz solar a un precio muy reducido resolverá en gran medida nuestros problemas de demanda energética.
Una nueva tecnología solar: células solares de perovskita
La tecnología renovable impulsará la transición energética y también provocará cambios geopolíticos, creando nuevas alianzas y modelos de negocio. Los países que actualmente son proveedores de combustibles fósiles tendrán que reinventarse o adoptar nuevos enfoques tecnológicos para seguir siendo competitivos. La demanda energética actual de nuestro planeta es de aproximadamente 16 teravatios (TW); para 2050 necesitaremos energía para 10.000 millones de personas, lo que equivaldrá a unos 30 TW.
Para cerrar esta brecha, necesitamos nuevos enfoques y cambios en el paradigma actual. La luz eléctrica no surgió de la mejora continua de las velas, sino de la innovación disruptiva. La presión social para adoptar la energía sostenible ha convertido la fotovoltaica (FV), o paneles solares, en uno de los principales candidatos. Actualmente, el sector fotovoltaico está dominado por la tecnología basada en silicio, que ha llegado a las masas y ha alcanzado la paridad de red (es decir, paridad de costes con las fuentes de energía tradicionales) en algunas partes del mundo. Los costes de la energía solar ya han caído un 77% entre 2010 y 2018 debido a una tasa de crecimiento anual del 7,9% en energías renovables.
En los últimos años, el sector fotovoltaico ha registrado un auge de instalaciones y una drástica reducción de precios; sin embargo, la fabricación de células solares de silicio sigue siendo un proceso intensivo en energía; es decir, la energía consumida para producir la nueva tecnología solar (el tiempo de amortización energética) sigue siendo elevado, y el ritmo de producción no está preparado para adaptarse con rapidez a los retos de satisfacer la demanda futura. Pero hoy una nueva generación de tecnología de células solares podría resultar ser la respuesta.
Las células solares clásicas de silicio son hoy una tecnología madura, o de primera generación. Fueron sustituidas por células fotovoltaicas de capa fina; estas se fabrican depositando capas finas de un material captador de luz sobre un sustrato, que puede ser de vidrio, metal o plástico. Sin embargo, esta nueva tecnología solar utiliza materiales exóticos en capas extremadamente finas, lo que dificulta que sea competitiva en coste frente a las células fotovoltaicas tradicionales de silicio.
Pero hoy se está desarrollando una nueva fuente de energía solar sostenible que podría tener un bajo tiempo de amortización energética y un coste que permita desplegarla ampliamente. Esta nueva tecnología solar, caracterizada como FV emergente, se basa en materiales nanoestructurados o de base carbono, como los colorantes, la perovskita (una familia de cristales fabricados por el hombre) o las células solares orgánicas.
Recientemente, hemos sido testigos de un auge sin precedentes en la investigación de materiales de perovskita para la fabricación de células solares debido a su excelente comportamiento semiconductor, facilidad de fabricación y alto nivel de eficiencia. En menos de una década, ha superado a todas las tecnologías fotovoltaicas de capa fina existentes y ahora puede competir cara a cara con la tecnología de silicio madura en términos de eficiencia de conversión de energía solar en eléctrica.
Las células fotovoltaicas de perovskita utilizan una capa de material ultrafina, lo que permite que la perovskita sea competitiva en costes, junto con su facilidad de procesamiento debido a su alta tolerancia a los defectos de fabricación. En el futuro, las economías de escala y los avances tecnológicos reducirán aún más los costes de fabricación.
La perovskita es un semiconductor y un pigmento que absorbe la luz. Su versatilidad permite formularla como una tinta, que luego puede imprimirse sobre cualquier objeto; esto significa que procesos de impresión habituales, como la impresión por inyección de tinta, la pintura de superficies con brochas o la impresión de periódicos, podrían adoptarse para la producción a escala masiva.
Esta nueva tecnología solar es una fuente de energía sostenible —con su bajo tiempo de amortización energética, portabilidad y flexibilidad— y está plenamente preparada para llegar a las masas. También puede convertirse en hilos y tejerse en telas, bolsos o materiales de construcción. Las células solares de perovskita han logrado avances notables en poco tiempo a escala de laboratorio; ahora debemos unir fuerzas y crear sinergias mediante la química para mejorar la estabilidad del material.
Las emisiones de gases de efecto invernadero son una amenaza para la humanidad en todas partes. Pero no cunda el pánico; en cambio, construyamos juntos el futuro mediante la innovación disruptiva.
