Qué es la perovskita, el “material maravilloso” que impulsa la revolución de la energía solar

En el campo de la energía renovable, un nombre resuena con fuerza: perovskita. Descubierta en 1839 en los Montes Urales, la perovskita fue inicialmente identificada como un mineral de estructura cristalina característica. Hoy en día, el término abarca una familia de materiales sintéticos que mimetizan esta estructura y pueden fabricarse a partir de compuestos como bromo, cloro, plomo y estaño. Su llegada a la industria fotovoltaica promete acelerar la transición energética gracias a su aplicabilidad en la generación solar, marcando un punto de inflexión en la eficiencia de los paneles solares.

En las últimas décadas, el desarrollo de células solares de perovskita ha despertado gran entusiasmo en la comunidad científica y empresarial. Las llamadas células solares en tándem, protagonistas de esta revolución, combinan perovskita con silicio —el estándar en los paneles actuales— para potenciar de manera significativa la eficiencia en la conversión de luz solar en electricidad. Esta sinergia responde a la superior capacidad de la perovskita para absorber distintas longitudes de onda del espectro solar, aprovechando la alta movilidad de electrones en su interior.

Las cifras evidencian su potencial: mientras las células solares de silicio muestran eficiencias de entre 21% y 23%, con un máximo teórico del 33%, las células en tándem de perovskita pueden aspirar a eficiencias teóricas superiores al 47%. Empresas como Oxford PV, originaria de la Universidad de Oxford, reportaron en 2024 un récord mundial del 26,9% en módulos solares residenciales comerciales y anticipan incrementos anuales en esta métrica. Tal avance podría traducirse en una reducción de hasta el 10% en el coste final de la electricidad generada en comparación con paneles tradicionales, según pronósticos internos de la firma.

Las ventajas del uso de perovskitas en combinación con el silicio son múltiples. El aumento de eficiencia permite una mayor producción de energía en la misma superficie, favoreciendo la rentabilidad económica de los parques solares y las aplicaciones urbanas. Además, las células de perovskita pueden depositarse como una película ultra delgada sobre superficies diversas. Esto abre la puerta a paneles solares ligeros y flexibles, adecuados para integrarse no solo en techos y ventanales, sino también en aplicaciones móviles y sistemas donde el peso y la adaptabilidad son esenciales, como automóviles o satélites.

No obstante, los desafíos técnicos y ambientales asociados a la adopción masiva de la perovskita siguen en evaluación. Entre las principales preocupaciones figura su mayor susceptibilidad a la humedad y el calor, factores que aceleran la degradación de las células y pueden mermar su vida útil en entornos adversos. Aunque los laboratorios han demostrado su viabilidad a través de simulaciones de envejecimiento acelerado, la falta de datos de campo a largo plazo —como ocurre con los paneles de silicio que ya acumulan más de tres décadas de operación— dificulta pronosticar su desempeño real durante 30 años o más.

Una de las cuestiones centrales tiene que ver con la percepción de costos y viabilidad de estos paneles. Según David Ward, director ejecutivo de Oxford PV, cuando surgió la discusión sobre los paneles tándem a fines de la década del 2000, “la industria los recibió inicialmente con escepticismo ya que muchos creían que eran demasiado buenos para ser verdad”. Ward recuerda que “ya se sabía que se podían combinar dos células para absorber más luz solar, pero era muy caro”, en comparación con alternativas como el arseniuro de galio.

El contenido de plomo, presente en la mayoría de las formulaciones de perovskita, es otro asunto de debate. Joseph Berry, investigador del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos, apunta que la cantidad de plomo utilizada es mínima, “mucho menor que la que se obtiene quemando carbón para la misma cantidad de energía”, aunque subraya la necesidad de procesos de reciclaje adecuados: “Cualquier problema de toxicidad al desechar los paneles podría evitarse mediante el diseño de procesos adecuados de reciclaje o reutilización”.

La industria se encuentra inmersa en la carrera por superar estos retos. Empresas innovadoras, muchas nacidas como derivadas de instituciones académicas de prestigio, lideran la introducción de prototipos comerciales y celebran colaboraciones estratégicas. La fábrica que Oxford PV opera en Alemania ya ha desplegado módulos piloto capaces de abastecer a decenas de hogares estadounidenses, mientras firmas norteamericanas como Caelux y Swift Solar avanzan en proyectos pilotos para infraestructuras críticas, como torres de telecomunicaciones.

En la evaluación de la viabilidad de estas tecnologías, Scott Graybeal, director ejecutivo de Caelux, considera fundamental producir resultados medibles: “El verdadero valor aquí es cuánta energía se va a producir durante la vigencia de un contrato de compraventa de energía. Eso es lo que a la gente le importa”.

Por su eficiencia y ligereza, las perspectivas del uso de la perovskita en automóviles eléctricos y en aplicaciones aeroespaciales adquieren cada vez mayor relevancia estratégica. Empresas como Caelux mantienen conversaciones con fabricantes automotrices para evaluar la integración de estos paneles en vehículos eléctricos, con el objetivo de aumentar ligeramente la autonomía y ofrecer recarga pasiva durante los periodos en los que el vehículo permanece estacionado a la intemperie. En el ámbito espacial, la sustitución de los costosos paneles de arseniuro de galio por alternativas en tándem con perovskita podría transformar la forma en que los satélites ligeros y de corta vida útil acceden a energía solar asequible.

Existen aún diferencias entre los altos resultados logrados en laboratorio y el desempeño de los paneles a escala industrial. El experto japonés Tsutomu Miyasaka, pionero en la aplicación de perovskitas para energía solar, recuerda que los récords de eficiencia “generalmente representan células ‘campeonas’ con un rendimiento superior al de los paneles más grandes producidos en fábricas, donde la calidad puede ser inconsistente en áreas extensas”.

Mientras el porcentaje de la energía solar en la matriz eléctrica mundial sigue en ascenso —en 2024 representó cerca del 7% de la generación eléctrica global, con un incremento del 29% anual—, el rumbo de la tecnología de perovskita se perfila como uno de los grandes motores de innovación para el sector. La clave, insisten los especialistas, será demostrar que los rendimientos récords de laboratorio se sostendrán en el mundo real, desbloqueando así el potencial transformador de este “material maravilloso”.