💡 Resumen (TL;DR):
- Investigadores en Suiza desarrollaron una celda fotovoltaica que apila perovskita y silicio en tres capas.
- El dispositivo alcanzó un rendimiento certificado del 30.02%, aplastando la marca anterior del 27.1%.
- Esta tecnología eleva el límite teórico de generación energética por encima del 50%.
Investigadores de la EPFL y el CSEM en Suiza desarrollaron una celda solar de triple unión que alcanzó una eficiencia récord del 30.02%. El avance, publicado el 16 de marzo en la revista Nature, duplica el rendimiento del primer prototipo fabricado por el equipo hace ocho años.
La nueva marca deja atrás el límite certificado anterior de 27.1% para dispositivos de perovskita y silicio.
Celda de triple unión es un componente de hardware fotovoltaico que utiliza tres capas para absorber diferentes porciones del espectro solar. En este caso, el equipo utilizó una base de silicio cubierta por dos capas de película fina de perovskita.
Esta arquitectura ataca un problema histórico en el sector: el bajo voltaje en la capa superior y la generación de corriente débil en la capa media.
Tres ajustes técnicos de hardware
Para resolver las limitantes físicas, el equipo de investigación introdujo tres cambios exactos en su proceso de fabricación:
- Añadieron la molécula 4-hidroxibencilamina durante la formación de los cristales de perovskita. Esto suprimió los defectos y disparó el voltaje de circuito abierto a 1.4 voltios.
- Ejecutaron un proceso de tres pasos en la capa media de perovskita para aumentar su grosor y capturar mejor la luz infrarroja cercana.
- Instalaron nanopartículas de óxido de silicio como reflectores entre la base de silicio y la capa media, lo que redirigió los fotones para aumentar la salida de corriente.
“Demostramos que, con un diseño y procesamiento inteligentes, podemos acercarnos a niveles de rendimiento tradicionalmente reservados para las celdas solares multiunión III-V más caras utilizadas en el espacio”, declaró Kerem Artuk, autor principal del estudio y exalumno de la EPFL.
El progreso del laboratorio suizo ha sido agresivo. Su primer modelo de triple unión, presentado en 2018, apenas logró un 13% de eficiencia.
“Alcanzar hoy más del 30% de eficiencia en un dispositivo de triple unión es un logro notable”, señaló Christophe Ballif, jefe del Laboratorio de Fotovoltaica de la EPFL y del Centro de Energía Sostenible del CSEM.
Un techo operativo del 50%
El sector de paneles de silicio y perovskita avanza rápido. LONGi Solar mantiene el récord general con un 34.85% en un dispositivo en tándem de dos uniones certificado en 2025.
Sin embargo, las arquitecturas de tres uniones poseen un límite teórico muy superior, capaz de rebasar el 50%, frente al límite de 42% de los modelos convencionales de dos capas.
“Al demostrar que los materiales de perovskita de bajo costo pueden acercarse al rendimiento de la energía fotovoltaica de grado espacial más avanzada, esta investigación establece un nuevo punto de referencia para la energía fotovoltaica de múltiples uniones”, apuntó Christian Wolff, líder del equipo de la EPFL.
El siguiente paso operativo para los investigadores será someter los materiales a pruebas de durabilidad y escalar la producción comercial de la mano del CSEM.
