Científicos del Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México (IER-UNAM) en colaboración con la empresa SOLAREVER fabricaron películas de perovskita híbridas, un gran avance para la industria de fabricación de paneles solares a nivel nacional e internacional.
Este nuevo proyecto surge de la necesidad de poder desarrollar una tecnología imprimible, que permita producir celdas solares de perovskita estable de área grande, en condiciones ambientales con la aplicación de disolventes verdes, siendo más amigables con el medio ambiente, como una nueva alternativa para la producción de celdas fotovoltaicas.
Las celdas solares a base de perovskita híbrida han llamado la atención a nivel investigación e industria, debido al rápido incremento de la eficiencia de conversión de energía en un tiempo corto. Del 3.8% obtenido en el 2009 al 25.8% en el 2023, lo que presenta también disminuir los costos en los procesos de fabricación, lo cual la convierten en una tecnología con gran potencial para la comercialización.
Asimismo, a nivel mundial, incluyendo México, se ha trabajado en diversas estrategias para aumentar la eficiencia y la estabilidad de las celdas de perovskita híbridas. Sin embargo, la mayoría de los reportes involucran depósitos en áreas pequeñas; así que el desarrollo de técnicas de fabricación escalables en área grande es necesaria para que esta tecnología avance hacia la comercialización.
Las perovskitas híbridas se diferencian por tener una parte orgánica y una inorgánica en su composición, han mostrado un progreso notable en los últimos años gracias a sus interesantes propiedades eléctricas y amplio rango de absorción de la luz en la región del visible.
Estas características hacen que las perovskitas sean material innovador para aplicaciones como diodos emisores de luz, fotodetectores, reductores de CO2, generadores de H2 y celdas solares.
La doctora Hailin Zhao Hu, del IER-UNAM en colaboración con la empresa mexicana número 1 en producción de paneles solares (Solarever) lograron escalar películas de perovskita híbridas de aproximadamente 1 a 100 cm2 en condiciones de alta humedad (>40%); empleando la técnica del Doctor Blade, una técnica que promete reducir tiempos y costos en su aplicación.
Además, para mejorar la cristalinidad de las películas, se hizo uso de la ingeniería del disolvente mediante el mecanismo de volatilización.
Los beneficios de este nuevo desarrollo a nivel industria presenta grandes ventajas frente a las tecnologías solares tradicionales, en comparación con el silicio, la perovskita permite el aprovechamiento de la energía solar a mayor escala.
Adicionalmente, su funcionamiento es más estable, permitiendo que la conversión de energía solar a eléctrica se replique en prácticamente cualquier parte. Las celdas solares perovskita representan un gran potencial para el uso de las energías limpias; cuyo enfoque recae en la técnica de fabricación, basada principalmente en la reducción de materiales y su desarrollo con materiales sostenibles, abriendo paso a la reducción de la huella ecológica y el impacto socioambiental.
Por otro lado, la investigadora Hailin Zhao Hu mencionó que una de las ventajas de este mecanismo es que es posible evitar el uso del anti-disolvente, el cual era indispensable para alcanzar la adecuada cristalización y homogeneidad del material en áreas pequeñas, que se relaciona con el alto desempeño eléctrico.
“Este proyecto realmente ha sido un desafío muy grande para nuestro equipo de investigación del IER-UNAM y Solarever, ya que anteriormente muchos grupos de científicos en el sector no habían podido lograr su implementación en áreas grandes bajo condiciones ambientales de alta humedad relativa, como lo estamos consiguiendo después de 8 años de investigación en áreas pequeñas”, explicó la doctora Hailin.
El desarrollo del proyecto además de implementar un proceso de fabricación fácil y económico, con materia prima menos tóxica para el fabricante, busca contribuir a la matriz energética de México y del mundo.
“Estamos muy felices de poder contribuir en este tipo de proyectos, donde invertimos para poder consolidar el desarrollo de más tecnología e investigaciones que mejoren la forma de producir nuestros paneles y, sobre todo, para eficientar la calidad de los mismos para nuestra industria mexicana. Sin duda es un gran paso para el sector, finalizó Simón Zhao, Ceo de Solarever.
Rosa Trillo, Subgerente de Proyectos Tecnológicos de Solarever, dijo que “empleando la tecnología perovskita se obtienen 3 beneficios claves en la industria: alta eficiencia, versatilidad, bajo costo y un proceso de fabricación sostenible.”
“En la búsqueda de alternativas más eficientes y económicas, dicha tecnología alcanza ese hito que tanto se ha esperado por años, aprovechar la energía solar de esta manera contribuye con gran impacto a nuestra transición energética, donde en Solarever nos enfocamos en mantener el balance entre las energías renovables y el sector industrial”.
Finalmente, Carlos Gutiérrez, director de manufactura, señaló que “la industria solar fotovoltaica a nivel mundial avanza rápido y a pasos agigantados. Es imperativo que los centros de investigación como el IER-UNAM y las empresas como Solarever mantengan esa visión de desarrollo tecnológico a largo plazo para no caer en la obsolescencia”.
