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Perovskita, ¿el mineral que revolucionará la fotovoltaica?

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El 22 de abril asistí al Corporate Liaison Program (CLP) Day del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en Barcelona. Una de sus ponencias me interesaba especialmente, la que daba la Dr. Laura Miranda, Head of Materials Research de la empresa Oxford PV. Hace años que se habla de la perovskita, un mineral que dicen está llamado a jugar un papel importante en la tecnología solar, y Oxford PV es una spin-out de la Universidad de Oxford que desde el 2010 está desarrollando células fotovoltaicas con este mineral. Es un artículo de Manel Romero*, socio cofundador de SUD Renovables.
Perovskita, ¿el mineral que revolucionará la fotovoltaica?

Cada año, en la visita obligada anual de la principal feria del sector, Intersolar en Munich, estoy siempre pendiente de ver si habrá ya algún panel comercial con este material, y por lo que explicó la Dr. Miranda, parece que estamos muy cerca de verlo expuesto y a la venta.

Fijémonos en la evolución de la tecnología solar: la primera generación de células fotovoltaicas se hizo con silicio cristalino (mono y poli); la segunda la conforman células de silicio amorfo (a-Si), CIGS o CdTe; y la tercera generación se está haciendo con materiales orgánicos o minerales como la perovskita, uno de los materiales más abundantes que existen en la tierra. Sin embargo, la experiencia de los últimos 20 años ha demostrado que el silicio cristalino ha conseguido bajar los precios y aumentar eficiencias como ninguna otra tecnología, lo que le ha permitido mantener hasta la fecha la hegemonía del mercado (>95%). Pero esto puede cambiar próximamente, según la Dr. Miranda.

El planteamiento de Oxford PV no es sustituir el silicio por la perovskita, sino realizar células que combinan ambos materiales, que es la clave para conseguir eficiencias más elevadas. Cada material puede generar energía en un espectro de luz (longitud de onda) determinado, lo que le da en la práctica una eficiencia límite, un valor teórico máximo (lo que se conoce como Límite de Shockley–Queisseren), que en el silicio implica no poder pasar del 29%). Sin embargo, combinando los dos materiales se consigue ampliar el espectro de luz, lo que aumenta el rendimiento de la célula. Oxford PV ya ha alcanzado el 29% de eficiencia, y en pocos años espera poder llegar al 35%.

 

Manel Romero. Oxford PV. Perovskita

 

La tecnología de silicio cristalino ha podido bajar los costes de los últimos años de forma considerable (un 80% en sólo 5 años), aumentando su eficiencia también de forma considerable (llegando hoy a valores de eficiencia de panel del 22,8%), pero parece que ya está alcanzado los valores límites de eficiencia, y los costes difícilmente podrán bajar cómo lo ha hecho en los últimos años. La combinación de la perovskita con el Silicio va a poder dar un salto significativo en la eficiencia de los paneles, y permitir “saltar la barrera” teórica del silicio, aumentando un 20% la potencia para la misma superficie de captación.

El precio de los paneles de Oxford seguramente será más alto que los paneles convencionales de silicio, pero teniendo en cuenta que hoy el precio del panel ya no es el más determinante de las instalaciones (el precio de la mano de obra, estructura, del cableado, de los inversores, son hoy también importantes), el coste de la energía (kWh) generada podrá ser menor a pesar del coste más alto de panel (la ganancia en la eficiencia compensaría el coste más alto del panel).

¿Y cuándo llegará al mercado este panel?
¿Cuándo lo podremos instalar en nuestras casas? Según Oxford PV, a finales de este 2022 ya estarán disponibles los primeros módulos en el mercado, de 60 células, 435Wp y 23,5% de eficiencia.

Un tema a destacar es que el panel se fabricará en Europa, en la planta que Oxford PV tiene en Brandeburgo (Alemania). Una muy buena noticia, teniendo en cuenta las consecuencias que hemos sufrido por la pandemia o la guerra de Ucrania, de tener que importar materiales y energía de países lejanos o con situaciones políticas inestables. Su capacidad anual inicial será de 100 MW, muy por debajo de los grandes fabricantes chinos (que superan los 10.000 MW anuales).

Y no sólo Oxford PV está desarrollando paneles con perovskitas. Otros fabricantes como Power Roll está desarrollando paneles con este mineral (en este caso será en láminas flexibles), y no parece que lo hagan combinando con otros materiales, sino sólo con perovskita.

Esperamos, pues, poder instalar paneles con perovskita en breve, y veremos si son capaces de disputar la hegemonía del silicio convencional. En cualquier caso, al parecer tampoco sería cambio demasiado disruptivo, nada que haga pensar que la tecnología de hoy quede rápidamente obsoleta. Se esperan mejoras en la eficiencia, ciertamente, pero con unos valores equivalentes a las ganancias que hemos tenido en los últimos 10 años. Parece que la perovskita permitirá seguir mejorando en la eficiencia de los paneles y compensar la ralentización que parece estar sufriendo el silicio convencional. Y veremos a qué precio, que en definitiva es lo que va a marcar que sea competitivo.

*Manel Romero es ingeniero industrial, socio cofundador de SUD Renovables y representante de UNEF en Catalunya.

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