Desarrollan el ´espejo nanométrico´ para mejorar la eficiencia de células solares ultrafinas

Y es que, no solo requieren menos materiales –lo que reduce el impacto ambiental de su producción–, sino que además ofrecen nuevas posibilidades de integración en objetos cotidianos gracias a su flexibilidad y ligereza. Desde mochilas que cargan dispositivos hasta estructuras arquitectónicas curvas, el potencial es enorme.

Sin embargo, hacerlas ultradelgadas implica un desafío importante: cuando el absorbedor de luz es demasiado fino, la eficiencia cae. Parte de la luz atraviesa la célula sin ser capturada y parte de la energía se pierde por la parte trasera. Esta limitación ha frenado su aplicación masiva.

Por todo ello, el  equipo de investigación del Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (INL), liderado por Pedro Salomé, ha desarrollado una solución inteligente: un contacto trasero nanostructurado que actúa como espejo, reflejando la luz no absorbida de vuelta hacia el interior de la célula. Este “espejo” está compuesto por una capa ultrafina de oro, cuidadosamente estructurada y recubierta con óxido de aluminio, lo que también reduce la pérdida de energía por recombinación en esa zona crítica.

Esta combinación ofrece pasivación efectiva de la interfaz, una estrategia clave en el diseño de dispositivos fotovoltaicos modernos para minimizar las pérdidas internas.

Aprovechamiento de la luz mediante tecnología simple y con resultados sólidos

Lo más destacable de esta innovación no es solo su efecto óptico, sino cómo se fabrica. En lugar de recurrir a procesos complejos y costosos de nanofabricación en múltiples pasos, el equipo usó una técnica llamada litografía por nanoimpresión en un único paso. Esto reduce los costes de producción y permite escalabilidad industrial, un factor crucial si se quiere que estas células lleguen al mercado a gran escala.

Probada en células solares ACIGS ((Ag,Cu)(In,Ga)Se₂), la arquitectura logró mejorar la eficiencia de conversión de potencia en 1,5 puntos porcentuales absolutos, un avance considerable en este tipo de dispositivos. Este aumento se debe, en gran parte, a la mejor gestión de la luz interna en la célula, que ahora rebota y se reutiliza en lugar de perderse.

Otro punto a favor del método es su funcionamiento óptimo a solo 450 °C. Esta temperatura de fabricación relativamente baja es fundamental para evitar que el oro se difunda en las capas internas del dispositivo, algo que comprometería su estabilidad a largo plazo. Además, permite el uso de sustratos flexibles, como polímeros, ampliando las posibilidades de integración en aplicaciones móviles, textiles inteligentes o paneles portátiles.

Investigación con potencial e impacto real

Este trabajo se enmarca dentro del proyecto R2U Technologies, financiado por el Plan de Recuperación y Resiliencia de Portugal, con fondos de NextGenerationEU, y complementado con becas de la Fundación para la Ciencia y la Tecnología (FCT). Este apoyo ha permitido avanzar en tecnologías que combinan sostenibilidad, eficiencia y viabilidad industrial.

Investigadores como André Violas y Jennifer Teixeira destacan que la clave del proyecto ha sido la integración de dos estrategias fundamentales: gestión de la luz e ingeniería de interfaces. Ambas se han unido en una solución funcional y realista que acerca a las células solares ultrafinas al uso cotidiano.

Las innovaciones como esta no solo mejoran la eficiencia energética: transforman la forma en que usamos la energía solar. Las células solares ultrafinas y flexibles pueden integrarse en espacios donde los paneles convencionales no caben, como ropa técnica, carcasas de dispositivos electrónicos, tiendas de campaña o vehículos ligeros.

Su fabricación con menos material también implica un menor impacto ambiental, tanto en la extracción de recursos como en la generación de residuos. Y si tecnologías como la litografía nanoimpresa logran reducir los costes, estas soluciones podrían volverse más accesibles a nivel global.

Además, al permitir instalaciones solares más ligeras y adaptables, se favorece su uso en zonas rurales o de difícil acceso, contribuyendo a la descentralización energética y a la democratización del acceso a energías renovables.

Si se mantiene la apuesta por la investigación aplicada, el apoyo público y la colaboración internacional, tecnologías como esta pueden acelerar la transición energética, reducir nuestra huella de carbono y dar paso a una generación de dispositivos solares más inteligentes, eficientes y sostenibles.

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