El profesor de la Universidad Sungkyunkwan, Park Nam-Gyu (centro), y su equipo investigan las funciones de las células solares de perovskita de nueva generación. | Ministerio de Ciencia y TIC
Por Koh Hyunjeong
A medida que la humanidad enfrenta serios desafíos derivados de la crisis climática y lucha por alcanzar la neutralidad de carbono, aumenta el interés en desarrollar energías renovables que no generen emisiones de gases de efecto invernadero. Entre estas fuentes de energía, la solar está ganando terreno como una opción innovadora con gran potencial.
La primera generación de células solares de silicio se desarrolló en 1954 en los Laboratorios Bell de Estados Unidos. Desde entonces, han evolucionado hasta la segunda generación de células de película fina y continúan mejorando.
Los avances en la eficiencia de conversión fotovoltaica de las células solares basadas en el mineral perovskita han sido sorprendentes. Mientras que las células solares de silicio tardaron 50 años en alcanzar una eficiencia del 25 por ciento en la conversión de luz en electricidad, las de perovskita solo necesitaron 10 años para lograrlo.
Detrás de estos progresos están la dedicación y el esfuerzo de los científicos coreanos.
En 2012, el profesor Park Nam-Gyu, de la Universidad Sungkyunkwan en Seúl, desarrolló las primeras células solares de perovskita en estado sólido del mundo. Tradicionalmente, el mineral tendía a disolverse en solventes líquidos, lo que lo hacía inadecuado para las células solares. Sin embargo, Park reemplazó los electrolitos líquidos por un material orgánico sólido, logrando una eficiencia de conversión del 9,7 por ciento.
Esta innovación revolucionó la tecnología de las células solares.
En mayo del año pasado, los resultados de sus investigaciones fueron destacados en el Simposio Nobel, organizado por la Real Academia Sueca de las Ciencias. Por su trabajo, Park fue galardonado en julio de este año con el premio Top Scientist and Technologist Award de Corea, el mayor reconocimiento del país en ciencia y tecnología.
Más del 90 por ciento de las instalaciones solares comerciales utilizan células solares de primera generación basadas en silicio. Aunque estas son resistentes y poseen una alta conductividad fotovoltaica, también son costosas de producir. El proceso para fundir el polisilicio y los lingotes requiere hornos que alcanzan temperaturas superiores a los 1.000 grados centígrados, lo cual demanda equipos muy caros.
Por el contrario, las células solares de perovskita tienen costos de producción significativamente más bajos. Su proceso de fabricación se realiza a unos 100 grados centígrados, lo que permite obtener un material más ligero y flexible.
"La eficiencia teórica de la perovskita es del 30 por ciento", explicó Park. "Estamos investigando nuevos materiales, procesos y componentes para seguir mejorando la tecnología actual".
Su equipo estudia la estructura que permite a la perovskita absorber mejor la luz y conducir de manera más eficiente la electricidad. Además, añadió: "Nos esforzamos en mejorar la durabilidad a largo plazo, ya que las células solares deben ser útiles durante décadas".
Park señaló que ahora está enfocado en desarrollar materiales de plataforma que puedan satisfacer las demandas de la sociedad, un objetivo que, según él, requiere tanto un profundo conocimiento fundamental como numerosos experimentos.
"El conocimiento profundo es importante, pero también es crucial tener un conocimiento amplio para comprender mejor lo que ya sabes", comentó, subrayando la necesidad de un enfoque interdisciplinario para lograr avances significativos en el campo.
hjkoh@korea.kr