La transición energética que estamos viviendo actualmente está marcando un hito histórico, superando incluso lo que fue la Revolución Industrial. Estamos ante un cambio radical hacia las energías renovables que se está avanzando a un ritmo impresionante, cinco veces más rápido que cualquier otra fuente de energía global. Con el propósito de alcanzar las cero emisiones netas, los paneles solares están en el centro de este movimiento.

La energía solar ha alcanzado tal nivel de competitividad que, en muchos casos, ya supera a la energía eólica, que durante años había sido considerada más eficiente. En las últimas décadas, hemos visto una transformación significativa en las celdas solares, impulsada por avances en la ingeniería de materiales y técnicas de fabricación, en su mayoría de origen chino. Sin embargo, Japón está haciendo esfuerzos para posicionarse como líder en la próxima generación de tecnologías solares.

El Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos (NREL) ha diseñado un gráfico que demuestra cómo ha evolucionado cada tipo de tecnología fotovoltaica desde los años 70, junto con un análisis de cuáles son las más eficientes en la actualidad.

Las celdas tradicionales: Silicio cristalino

Las celdas solares de silicio cristalino (representadas en azul en el gráfico) han dominado el mercado durante varias décadas. Las celdas de silicio policristalino son más económicas, pero el silicio monocristalino (de color negro) se ha convertido en el estándar industrial, alcanzando eficiencias de hasta el 27,6% en la conversión de luz solar en energía.

Tecnologías de película delgada

Las celdas de película delgada (en verde en el gráfico) se han desarrollado como alternativa al silicio, ofreciendo flexibilidad y bajo peso. Actualmente, las celdas más eficientes de este tipo son las que utilizan cobre, indio, galio y selenio (CIGS), alcanzando una eficiencia del 23,6%, seguidas por las celdas de teluro de cadmio (CdTe).

Las emergentes: Orgánicas y perovskitas

En rojo en el gráfico, encontramos las celdas fotovoltaicas que aspiran a desafiar el dominio del silicio. Las celdas orgánicas y las celdas sensibilizadas por colorante (DSSC) aprovechan compuestos orgánicos para absorber la luz, aunque su eficiencia es relativamente modesta (cercana al 19%). Sin embargo, su bajo costo y su capacidad de integrarse en dispositivos flexibles y edificios coloridos son grandes ventajas.

Las celdas de perovskita (rojo con relleno amarillo en el gráfico) representan una de las innovaciones más impactantes. Aunque fueron desarrolladas en Japón en los años 80, han mostrado avances sorprendentes en eficiencia, alcanzando ya hasta un 27%. Su estructura cristalina les brinda un gran potencial, aunque sufren de desgaste más rápido en comparación con las celdas de silicio.

Las tándem: Combinando lo mejor de ambos mundos

Las celdas tándem que combinan silicio y perovskita son las más prometedoras en el panorama actual. La capa superior de perovskita absorbe longitudes de onda de alta energía, mientras que la capa inferior de silicio se encarga del resto del espectro. Con una impresionante eficiencia del 36,1%, estas celdas han superado el límite teórico de las celdas de silicio convencionales, que es del 33,7%.

Las celdas de unión triple o de múltiples capas (multijunction) son las que han logrado las mayores eficiencias en condiciones de laboratorio, alcanzando hasta el 47,6%. Sin embargo, su alto costo y complejidad en la producción limitan su uso, aunque son ideales para aplicaciones en concentradores solares, donde se busca maximizar el rendimiento.

A medida que el sector sigue evolucionando, será emocionante ver cómo estas tecnologías continuarán transformando el panorama energético a nivel global, abriendo caminos hacia un futuro más limpio y sostenible.