Un equipo internacional liderado por el University College London (UCL) ha desarrollado una nueva célula solar duradera que establece un nuevo récord de eficiencia de conversión fotovoltaica bajo iluminación interior. Esta célula podría alimentar pequeños dispositivos electrónicos como teclados, mandos a distancia, alarmas y diversos sensores, liberándolos así de la dependencia de las baterías tradicionales. Los resultados de la investigación se publicaron en la última edición de la revista Advanced Functional Materials.
La célula emplea materiales de perovskita, que han mostrado un gran potencial en el campo de la energía solar para exteriores. A diferencia de las células solares de silicio tradicionales, la composición de los materiales de perovskita puede ajustarse para optimizar su capacidad de absorber longitudes de onda específicas de las fuentes de luz interior y mantener una buena eficiencia de conversión energética incluso en condiciones de baja iluminación. Sin embargo, un desafío clave que ha enfrentado la perovskita a largo plazo son los defectos microscópicos en su estructura cristalina, conocidos como "trampas", que capturan electrones e impiden el flujo de corriente. Esto no solo reduce la eficiencia de conversión de energía, sino que también acelera el envejecimiento del material, provocando una rápida degradación del rendimiento del dispositivo.
El nuevo dispositivo fotovoltaico de perovskita diseñado alcanza una eficiencia de conversión de energía aproximadamente 6 veces mayor que la de productos comerciales similares bajo iluminación interior, al tiempo que demuestra una excelente durabilidad. Se estima que su vida útil supera los 5 años, superando con creces el rendimiento de la mayoría de los prototipos de laboratorio anteriores, que solo duraban semanas o meses.
El equipo señala que miles de millones de dispositivos de baja potencia en todo el mundo requieren un reemplazo periódico de baterías, un modelo insostenible desde el punto de vista del desarrollo sostenible. Este problema se agravará a medida que aumente el número de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT). Las tecnologías solares actualmente disponibles para la recolección de energía lumínica interior suelen ser costosas y de baja eficiencia. La nueva célula solar de perovskita desarrollada no solo tiene una mayor capacidad de captación de energía, sino que también es más estable y duradera, ofreciendo un camino viable para alimentar dispositivos electrónicos con luz interior.
Los resultados experimentales muestran que la célula logró una eficiencia de conversión fotovoltaica del 37,6% bajo una iluminación interior de 1000 lux (equivalente a los niveles típicos de una oficina), estableciendo un récord mundial para células solares de perovskita con un bandgap de 1,75 eV en condiciones de iluminación interior.
En las pruebas de estabilidad a largo plazo, la célula mantuvo el 92% de su rendimiento inicial después de más de 100 días de funcionamiento continuo. En condiciones más exigentes —a 55°C y bajo iluminación intensa continua durante 300 horas—, la nueva célula conservó el 76% de su rendimiento inicial, mientras que el grupo de control se redujo al 47% de su valor inicial. Estos resultados demuestran plenamente la fiabilidad y durabilidad de esta tecnología en entornos de aplicación práctica.
