En la incansable búsqueda humana de fuentes energéticas alternativas a los combustibles fósiles ha aparecido un exótico mineral que podría reemplazar al silicio como material base de las placas solares. Se trata de la perovskita, cuyas propiedades electrónicas únicas que las hace idóneas para la fabricación de láminas solares ligeras y baratas que absorben la luz excepcionalmente bien. Desde hace más de una década, investigadores de todo el mundo intentan exprimir al máximo las capacidades de este mineral que, entre sus ventajas frente al silicio, también pueden procesarse a temperatura ambiente. Uno de ellos es Samuel Stranks, que ha dedicado su carrera como investigador en las universidades de Adelaida (Australia), MIT (Estados Unidos), Oxford y Cambridge (ambas en Reino Unido) a comprender la ciencia fundamental de las perovskitas. Sus avances en este campo a lo largo de los años le han convertido en uno de los ganadores de Innovadores menores de 35 Europa 2017 de MIT Technology Review en español.

Ya se han conseguido imprimir paneles de perovskita en sustratos flexibles, ligeros e incluso transparentes que abren las puertas a multitud de usos, como fabricar células solares integradas en la ropa que carguen la batería de un wearable, hasta láminas transparentes que, ubicadas sobre los paneles solares que actualmente ocupan los tejados, generen hasta un 20% más de electricidad a partir del sol por un coste adicional muy bajo (ya que no requieren nuevas instalaciones ni cableados). Sin embargo, aunque la eficiencia actual de la perovskita a la hora de captar la luz solar supera el 22%, frente al 27% de la tecnología de silicio líder en el mercado, aún son necesarios avances para que este mineral logre transformar el sector.

Y a eso es precisamente a lo que se ha dedicado Stranks. Gracias a técnicas de espectroscopia (para observar cómo interactúa la luz con estos materiales con gran detalle), el investigador determinó cómo la perovskita "recoge" la luz solar para liberar electrones energizados y cuánto tiempo permanecen los electrones en ese estado. Esto permitió a su equipo "identificar dónde están las pérdidas de potencia en las células solares, detectar defectos, y por lo tanto eliminar tácticamente las pérdidas para empujar las eficiencias hacia sus límites prácticos", explica Stranks. A finales de 2013 publicó un artículo en Science sobre el origen de las altas eficiencias en las células solares de perovskita que ha sido citado casi 3.000 veces. En él explicaba que los electrones, energizados por la luz solar, pueden viajar distancias muy largas antes de perder su energía y apuntaba que el funcionamiento de las celdas solares a lo largo del tiempo podría mejorarse significativamente cambiando su "receta de fabricación".

Actualmente, una de las recetas mejoradas en las que trabaja su grupo en la Universidad de Cambridge consiste en apilar dos capas de perovskita que absorben diferentes partes del espectro solar en una configuración denominada células solares en tándem. Stranks explica que con este formato podrían “impulsar las eficiencias más allá de la de la tecnología de silicio líder en el mercado". A diferencia de otras empresas, como la polaca SauleTech, que imprime láminas de perovskita para potencias relativamente bajas (por ejemplo, para cargar smartphones), Stranks quiere ofrecer una densidad de potencia muy alta gracias a dicha configuración en tándem (y poder trabajar, por ejemplo, con operadores de drones). Además, gracias a la ligereza de los sustratos que proponen, podrían bajar los coseos de instalación en comparación con los paneles convencionales y apuntar a mercados que ahora son inaccesibles para el silicio. En Estados Unidos el 40% de los tejados no pueden soportar el peso de los paneles de este material y lo mismo sucede en los países en vías de desarrollo, explica Stranks. En estos casos, las ligeras y baratas láminas de perovskitas encontrarían una fuerte ventaja competitiva.

Stranks planea arrancar una spin-out en los próximos seis y doce meses junto a colegas de Stanford y MIT para llevar este primer "producto solar de alta potencia y peso ligero" al mercado lo antes posible. Para el profesor de Física de la Universidad Nacional Autónoma de México y miembro del jurado de Innovadores menores de 35 Europa 2017, Arturo Menchaca, el proyecto tiene un gran potencial de impacto y resalta especialmente la "visión empresarial" Stranks.

- Por Elena Zafra