Científicos de la UNAM fabrican material para construir paneles solares más eficientes
Este proyecto fue un desafío muy grande para nuestro equipo del IER-UNAM y Solarever, señala Hailin Zhao
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Científicos del Instituto de Energías Renovables de la Universidad Nacional Autónoma de México (IER-UNAM) en colaboración con la empresa SOLAREVER fabricaron capas o películas del material perovskita híbrida, que les permitirá construir paneles solares de mayor eficacia para la generación de electricidad.
El uso de ese nuevo material ha llamado la atención a nivel mundial desde hace 14 años debido a que diferentes investigaciones han logrado un rápido incremento de la eficiencia de conversión de energía de la perovskita híbrida en un tiempo corto. Del 3.8 por ciento obtenido en el 2009 al 25.8 por ciento en el 2023. Esto permite disminuir los costos en los procesos de fabricación, lo cual la convierten en una tecnología con gran potencial para la comercialización.
Este proyecto surgió de la necesidad de poder desarrollar una tecnología imprimible, que permita producir celdas solares de perovskita estable de área grande, como una nueva alternativa para la producción de celdas fotovoltaicas.
EFICIENCIA Y ESTABILIDAD
A nivel mundial, incluyendo México, se ha trabajado en diversas estrategias para aumentar la eficiencia y la estabilidad de las celdas de perovskita híbridas. Sin embargo, la mayoría de los reportes involucran depósitos en áreas pequeñas, así que el desarrollo de técnicas de fabricación escalables en área grande es necesario para que esta tecnología avance hacia la comercialización.
Las perovskitas híbridas se diferencian por tener una parte orgánica y una inorgánica en su composición, han mostrado un progreso notable en los últimos años gracias a sus interesantes propiedades eléctricas y amplio rango de absorción de la luz en la región del visible. Estas características hacen que las perovskitas sean materiales innovadores para aplicaciones como la fabricación de diodos emisores de luz, fotodetectores, reductores de dióxido de carbono (CO2), generadores de Hidrógeno (H2) y celdas solares.
La doctora Hailin Zhao Hu, del IER-UNAM, en colaboración con la empresa mexicana Solarever, líder en producción de paneles solares, logró escalar películas de perovskita híbridas de aproximadamente 1 a 100 cm2 en condiciones de alta humedad, empleando una técnica, llamada la técnica del Doctor Blade, que promete reducir tiempos y costos en su aplicación.
Para mejorar la cristalinidad de las películas, se hizo uso de la ingeniería del disolvente mediante el mecanismo de volatilización.
Los beneficios de este nuevo desarrollo a nivel industria presenta grandes ventajas frente a las tecnologías solares tradicionales, en comparación con el silicio la perovskita permite el aprovechamiento de la energía solar a mayor escala, su funcionamiento es más estable, permitiendo que la conversión de energía solar a eléctrica se replique en prácticamente cualquier parte.
Las celdas solares perovskita representan un gran potencial para el uso de las energías limpias; cuyo enfoque recae en la técnica de fabricación, basada principalmente en la reducción de materiales y su desarrollo con materiales sostenibles, abriendo paso a la reducción de la huella ecológica y el impacto socioambiental.
La doctora Hailin Zhao Hu mencionó que una de las ventajas de este mecanismo es que es posible evitar el uso del anti-disolvente el cual era indispensable para alcanzar la adecuada cristalización y homogeneidad del material en áreas pequeñas, que se relaciona con el alto desempeño eléctrico.
“Este proyecto realmente ha sido un desafío muy grande para nuestro equipo de investigación del IER-UNAM y Solarever, ya que anteriormente muchos grupos de científicos en el sector no habían podido lograr su implementación en áreas grandes bajo condiciones ambientales de alta humedad relativa, como lo estamos consiguiendo después de 8 años de investigación en áreas pequeñas”, explicó.Hailin.
El desarrollo del proyecto además de implementar un proceso de fabricación fácil y económico, con materia prima menos tóxica para el fabricante, busca contribuir a la matriz energética de México y del mundo.
“Estamos muy felices de poder contribuir en este tipo de proyectos, donde invertimos para poder consolidar el desarrollo de más tecnología e investigaciones que mejoren la forma de producir nuestros paneles y sobre todo para eficientar la calidad de los mismos para nuestra industria mexicana. Sin duda es un gran paso para el sector, informó Simón Zhao, Ceo de Solarever.
Beneficios: Aumenta eficiencia y bajan costos de producción de energía limpia
Empleando la tecnología perovskita se obtienen beneficios que son claves para la generación de energía limpia: alta eficiencia, versatilidad, bajo costo y un proceso de fabricación sostenible. La búsqueda de alternativas más eficientes y económicas para aprovechar la energía del sol ha impulsado alianzas entre grupos académicos y la industria. Así fue posible fabricar en México las películas de perovskita híbrida, lo que se considera un hito para la fabricación futura de paneles solares. “Es imperativo que los centros de investigación como el IER-UNAM y las empresas como Solarever mantengan esa visión de desarrollo tecnológico a largo plazo para no caer en la obsolescencia”, indicó Carlos Gutiérrez, Director de manufactura de Solarever.