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Perovskita se llama la clave de la energía solar

Unos ingenieros de la Universidad de Cornell han descubierto que las obleas fotovoltaicas en los paneles solares con estructuras de perovskita superan a las células fotovoltaicas hechas de silicio cristalino de última generación, así como a las células en tándem de perovskita-silicio, que son células apiladas que absorben mejor la luz.

Para que la energía solar realmente explote, debe abandonarse el silicio.

Lograr más eficiencia, durabilidad y posibilidad de reciclaje de los paneles solares, es decisivo para el futuro de la industria.

Ya en 2019 World Energy Trade mencionó que avanzaban los estudios para el uso de la perovskita negra -un mineral óxido compuesto por trióxido de titanio y de calcio- como nuevo ingrediente para la investigación fotovoltaica.

Las perovskitas toman su nombre del mineral descubierto en 1839 en los montes Urales por Gustav Rose y que se bautizó sí en honor del mineralogista ruso L. A. Perovski.

Una perovskita es cualquier material que tenga el mismo tipo de estructura cristalina que el titanato de calcio, conocida como 'estructura de perovskita', que también es adoptada por muchos óxidos.

El mineral más común en la Tierra es la bridgmanita, un silicato rico en magnesio que adopta la 'estructura de perovskita' a alta presión. 

Las perovskitas sintéticas se han identificado como posibles materiales económicos de alta eficiencia, y se pueden fabricar usando las mismas técnicas de fabricación de película delgada que las que usadas para las células solares de silicio.

La magnetorresistencia colosal, la ferroelectricidad, la superconductividad, el orden de carga, el transporte dependiente del spin, el alto poder térmico y la interacción de propiedades estructurales, magnéticas y de transporte son características comúnmente observadas en la familia de las perovskitas. 

Estos compuestos se utilizan como sensores y electrodos de catalizador en ciertos tipos de pilas de combustible y son candidatos para dispositivos de memoria.

Muchos materiales cerámicos superconductores de alta temperatura tienen estructuras de tipo perovskita, a menudo con 3 o más metales incluyendo el cobre y con algunas posiciones de oxígeno vacantes. 

Los ingenieros químicos están considerando un material de perovskita a base de cobalto como sustituto del platino en los convertidores catalíticos en los vehículos diesel.

En 2008 los investigadores demostraron que la perovskita puede generar luz láser. 

Además de ofrecer un retorno más rápido de la inversión inicial de energía que los paneles solares de silicio, las células solares de perovskita mitigan el cambio climático porque consumen menos energía en el proceso de fabricación, según una investigación de Cornell, publicada en la revista Science Advances.

"Es una ruta prometedora para el despliegue generalizado de la energía fotovoltaica", dijo Fengqi You, profesor de Ingeniería de Sistemas de Energía en Cornell, recordó la web Noticias de la Ciencia.

El artículo "Life Cycle Energy Use and Environmental Implications of High-Performance Perovskite Tandem Solar Cells" compara los impactos medioambientales de la energía y el ciclo de vida de las células solares en tándem modernas hechas de silicio y perovskitas.

La perovskita necesita menos procesamiento, y mucho menos calor o presión, durante la fabricación de los paneles solares, dijo You.

Los paneles solares fotovoltaicos de silicio requieren un costoso desembolso inicial de energía, y los mejores tardan unos 18 meses en obtener un retorno de esa inversión. Una oblea de celda solar con una configuración en tándem de perovskita ofrece un retorno en energía de la inversión en solo cuatro meses. 

Después de décadas de servicio, los paneles solares de silicio se vuelven menos eficientes y deben ser retirados. Y romper los paneles de silicio para su reciclaje es una tarea que requiere mucha energía. En cambio, las células de perovskita pueden ser recicladas fácilmente.

"Cuando los paneles solares de silicio han llegado al final de su ciclo de vida de eficiencia, los paneles deben ser reemplazados", dijo You. "Para el silicio, es como reemplazar todo el automóvil al final de su vida útil", mientras que reemplazar los paneles solares de perovskita es como instalar una nueva batería.