Un equipo internacional dirigido por investigadores del University College London ha desarrollado con éxito una nueva célula solar duradera y eficiente que obtiene energía de la luz interior, ofreciendo esperanza para que teclados, mandos a distancia, alarmas y sensores funcionen sin baterías.
Esta nueva célula solar utiliza material de perovskita, que se utiliza cada vez más en paneles solares exteriores. A diferencia de los paneles solares de silicio tradicionales, su composición puede ajustarse para absorber mejor las longitudes de onda específicas de la luz interior, lo que la hace potencialmente adecuada para uso en interiores. Sin embargo, los pequeños defectos (trampas) en la estructura cristalina de la perovskita han sido un gran obstáculo, ya que impiden el flujo de corriente y provocan una disminución del rendimiento del material con el tiempo.
Para resolver este problema, el equipo de investigación describió en un estudio publicado en la revista *Advanced Functional Materials* cómo utilizaron diversas sustancias químicas para reducir estos defectos. La célula fotovoltaica de perovskita que diseñaron es aproximadamente seis veces más eficiente que las mejores células solares de interior disponibles en el mercado, y también más duradera, con una vida útil prevista de cinco años o más, muy superior a la de otros prototipos que solo duran semanas o meses.
El Dr. Mojtaba Abdi Jalebi, profesor asociado del Instituto de Descubrimiento de Materiales del UCL y autor principal del estudio, señaló que miles de millones de dispositivos que dependen del reemplazo de baterías para obtener pequeñas cantidades de energía seguirán aumentando en el contexto de la expansión del Internet de las Cosas (IoT). Sin embargo, las células solares actuales que utilizan luz interior son caras e ineficientes. La célula solar de perovskita especializada para interiores desarrollada en este estudio no solo tiene una mayor capacidad de captación de energía, sino que también es más duradera, allanando el camino para dispositivos electrónicos alimentados por luz ambiental.
El equipo de investigación introdujo sustancias químicas como el cloruro de rubidio para promover un crecimiento cristalino uniforme de la perovskita y reducir la densidad de trampas. También añadieron otras dos sustancias químicas para estabilizar los iones y evitar su migración y agregación, mejorando aún más el rendimiento de la célula. Siming Huang, estudiante de doctorado del Instituto de Descubrimiento de Materiales del UCL y autor principal del estudio, explicó de manera gráfica que estas estrategias son como volver a unir un pastel cortado en trozos pequeños, facilitando el paso de la carga eléctrica.
Los resultados de las pruebas mostraron que esta célula solar alcanzó una eficiencia de conversión récord del 37,6% bajo luz interior (1000 lux, equivalente a una oficina bien iluminada). Además, después de más de 100 días de pruebas, el nuevo diseño conservó el 92% de su rendimiento, mientras que el grupo de control solo conservó el 76%. En una prueba rigurosa de 300 horas de exposición continua a luz intensa a 55°C, la nueva célula conservó el 76% de su rendimiento, mientras que el dispositivo de control se redujo al 47%.
Actualmente, el equipo de investigación está explorando estrategias de escalado y despliegue comercial con socios de la industria. Las ventajas de las células solares de perovskita son su bajo coste, el uso de materiales abundantes en la Tierra y un procesamiento simple, que permite imprimirlas como un periódico. Esta innovación podría impulsar el desarrollo de la fabricación ecológica y proporcionar soluciones energéticas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente para dispositivos electrónicos de interior.
