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Un equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), en Australia, ha dado un paso poco común en el mundo de la energía solar: llevar a un material casi desconocido fuera del laboratorio y colocarlo en la tabla internacional de récords de eficiencia.
Las células solares de antimonio calcogenuro —una familia de compuestos formados por antimonio, azufre y selenio— han alcanzado una eficiencia certificada del 10,7%, la más alta validada de forma independiente para este tipo de tecnología hasta la fecha.
Puede parecer un número modesto frente a los paneles comerciales de silicio que ya superan el 22%, pero aquí la clave no es competir de tú a tú, sino complementar. Este material está pensado para convertirse en la capa superior de los llamados paneles solares tándem, una arquitectura que promete exprimir mejor la luz del sol apilando dos tecnologías distintas en una misma célula.
La investigación, publicada en Nature Energy, no solo mejora el rendimiento, también resuelve un problema químico que llevaba años frenando el desarrollo de esta familia de materiales. Y eso cambia el ritmo del juego.
En la carrera por la “siguiente generación” de energía solar, no todo es eficiencia. También cuentan la disponibilidad de los materiales, la estabilidad a largo plazo y el coste energético de fabricar cada panel.
El antimonio calcogenuro juega en varias ligas a la vez. Está formado por elementos relativamente abundantes y económicos, lo que lo diferencia de otras tecnologías avanzadas que dependen de metales raros o caros. Además, es inorgánico, una palabra que aquí importa mucho: significa mayor resistencia al paso del tiempo, al calor y a la humedad, enemigos clásicos de muchas células solares emergentes.
Hay otro detalle casi poético en su funcionamiento. Su capacidad para absorber luz es tan alta que basta una película de 300 nanómetros de espesor —aproximadamente una milésima del grosor de un cabello humano— para capturar una parte significativa de la radiación solar. Menos material, menos peso, más posibilidades de integración en superficies donde un panel convencional no encaja.
Y luego está el proceso de fabricación. Este material puede depositarse a baja temperatura, lo que reduce el consumo energético de las fábricas y abre la puerta a producirlo sobre superficies más delicadas, como vidrio o láminas plásticas.
Durante años, la eficiencia de estas células se quedó estancada alrededor del 10%. No era por falta de ideas, sino por un problema microscópico con efectos macroscópicos: la distribución desigual del azufre y el selenio dentro de la capa activa.
Esa falta de homogeneidad creaba lo que los investigadores describen como una “barrera energética”. En términos sencillos, la electricidad generada por la luz encontraba cuestas arriba en su camino hacia los electrodos. Parte de esa energía se perdía antes de poder ser aprovechada.
En este sentido, el equipo de UNSW encontró una solución tan simple como precisa: añadir una pequeña cantidad de sulfuro de sodio durante el proceso de fabricación. Ese gesto químico estabiliza las reacciones y permite que los elementos se distribuyan de forma más uniforme. El resultado es una estructura interna más “plana” para la carga eléctrica. Menos obstáculos, más electricidad útil.
En laboratorio, las células alcanzaron un 11,02% de eficiencia, con un valor certificado de 10,7% por un centro independiente reconocido internacionalmente. Un detalle importante en un sector donde cada décima cuenta.
El mayor valor del antimonio calcogenuro no está en reemplazar al silicio, sino en trabajar con él. En los paneles tándem, una capa superior hecha con este material puede capturar las partes del espectro solar que el silicio no aprovecha bien. El resultado: más electricidad por la misma superficie. En ciudades densas, donde el espacio es oro, eso importa.
En el día a día, su integración en ventanas y superficies transparentes puede cambiar la forma en que se diseñan los edificios. No como “consumidores pasivos” de energía, sino como productores distribuidos. Un poco de electricidad en cada cristal, en cada sensor, en cada dispositivo pequeño. Suma y sigue.
A corto plazo, los investigadores apuntan a mejorar la eficiencia hasta el 12% mediante técnicas de pasivación química que reduzcan los defectos internos del material. No es un salto espectacular, pero sí una señal de que esta tecnología aún tiene margen para crecer.
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