Así son las células solares 10.000 veces más delgadas que un cabello humano para dar energía a los edificios

Un equipo de científicos en Singapur ha desarrollado células solares ultradelgadas capaces de transformar superficies convencionales en fuentes de energía renovable. La investigación, liderada por especialistas de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU), logró fabricar dispositivos de perovskita con un grosor aproximadamente 10.000 veces menor que el de un cabello humano.

Estas células alcanzaron niveles de eficiencia destacados dentro de su categoría, lo que podría acelerar su adopción en sectores como la arquitectura y la movilidad urbana. Los resultados de esta investigación están publicados en la revista ‘ACS Energy Letters’.

Las nuevas células solares de perovskita, con un espesor extraordinariamente reducido, pueden integrarse en ventanas y fachadas de edificios para generar electricidad renovable. Según los responsables del proyecto en la NTU, el avance permite que superficies antes pasivas contribuyan al suministro energético, optimizando el uso del espacio urbano y facilitando la transición hacia fuentes limpias.

Energía solar oculta en el vidrio

El avance principal consiste en la creación de células solares semi-transparentes y prácticamente invisibles, lo que permite su integración en ventanas, fachadas de edificios y superficies de vehículos sin alterar la estética original. La investigación estuvo encabezada por Annalisa Bruno, quien explicó que estos dispositivos mantienen una tonalidad neutra y permiten la entrada de luz, facilitando su uso en entornos urbanos donde el espacio y el diseño son factores determinantes.

La elección de la perovskita como material base responde a su capacidad para absorber la luz solar de manera eficiente y a un coste de producción inferior al del silicio, el estándar tradicional en la industria. Además, las nuevas células pueden operar tanto bajo luz solar directa como bajo condiciones de luminosidad difusa, lo que amplía su utilidad en ciudades densamente construidas, donde los edificios suelen bloquear la radiación directa.

Potencial de generación eléctrica en edificios

Los investigadores estiman que la implementación masiva de esta tecnología en grandes edificios con fachadas de vidrio permitiría generar cientos de megavatios-hora de electricidad al año, siempre que la producción a escala industrial resulte viable. Este nivel de generación podría contribuir a cubrir una parte significativa de la demanda energética de oficinas y rascacielos, ayudando a reducir el consumo de fuentes convencionales.

La posibilidad de transformar superficies comunes en generadores de energía adquiere relevancia en el contexto de la transición hacia fuentes renovables y la búsqueda de soluciones para ciudades con espacio limitado para instalar paneles solares tradicionales. El equipo de la NTU subrayó que el desarrollo de estos dispositivos podría permitir que las urbes produzcan más energía limpia sin requerir terrenos adicionales ni modificar la infraestructura existente.

Fabricación sin solventes tóxicos

Un aspecto destacado del proceso es el uso de evaporación térmica, una técnica industrial que calienta los materiales en una cámara de vacío hasta que se vaporizan y se depositan en forma de capas delgadas sobre un sustrato. Este método permitió obtener películas de perovskita de apenas 10 nanómetros de espesor, evitando el uso de solventes tóxicos empleados habitualmente en la fabricación de células solares. Según explicó el primer autor del estudio, Luke White, esta técnica facilita la obtención de capas uniformes y podría simplificar la transición a la producción a gran escala.

Los investigadores fabricaron variantes opacas y semi-transparentes de las células ajustando el grosor del material. Los modelos opacos alcanzaron eficiencias de entre 7 % y 12 %, mientras que la versión semi-transparente permitió el paso del 41 % de la luz visible y logró una eficiencia del 7,6 % en la conversión de energía solar en electricidad. Estos resultados se encuentran entre los más elevados para tecnologías similares basadas en perovskita.

Camino hacia la adopción comercial

Expertos independientes, como Sam Stranks, investigador de la Universidad de Cambridge, señalaron que el enfoque de fabricación adoptado por la NTU podría acercar la tecnología de células solares transparentes al mercado, aunque advirtieron que aún es necesario demostrar su durabilidad y estabilidad a largo plazo.

El equipo científico ya ha presentado una solicitud de patente a través de NTUitive, la oficina de transferencia tecnológica de la universidad, y mantiene colaboraciones con socios industriales para perfeccionar el proceso de producción. Los siguientes pasos incluyen mejorar la resistencia de las células y ampliar su aplicación a superficies de mayor tamaño. Los investigadores consideran que esta tecnología podría convertir ventanas, automóviles y dispositivos electrónicos en fuentes silenciosas de electricidad renovable.