(Imagen simbólica) Las células solares de silicio convencionales se topan con un límite superior de eficiencia determinado físicamente, que no puede superarse mediante ninguna medida de fabricación. Una nueva arquitectura celular con una segunda capa absorbente ha superado claramente esta limitación. El valor récord certificado marca un hito en la energía fotovoltaica.
(Foto: © Investigación y conocimiento, imagen de IA)
Cada célula solar de silicio puro está sujeta a estrictas leyes de la naturaleza, ya que en principio no puede convertir más de un 29% de la luz solar en electricidad. Una nueva célula solar tándem compuesta de silicio y perovskita, material cristalino, ha superado con creces este límite. Con un rendimiento certificado del 35,5%, el fabricante LONGi estableció en julio de 2026 un nuevo récord mundial. El potencial teórico de la tecnología ronda el 43%.
La eficiencia es el parámetro central de cada célula solar porque indica cuánta energía solar incidente se convierte realmente en energía eléctrica. Hoy en día, los módulos fotovoltaicos disponibles comercialmente fabricados de silicio cristalino suelen alcanzar entre el 20 y el 24%; en el laboratorio, el récord para las células de silicio puro es de poco menos del 27%. Mucho más no es físicamente posible, porque el límite de Shockley-Queisser, que lleva el nombre de dos físicos estadounidenses, limita cada célula solar con un solo material absorbente de luz a un máximo del 33,7%; para el silicio, el límite superior práctico es sólo de aproximadamente el 29,4% debido a mecanismos de fuga adicionales. La razón es fundamental, porque un único material semiconductor puede utilizar eficientemente sólo una parte del espectro solar, mientras que la luz de baja energía pasa a través de luz no utilizada y la luz de alta energía se disipa parcialmente en forma de calor.
La solución en la investigación fotovoltaica se llama células solares en tándem. Dos capas absorbentes se superponen y dividen el espectro solar. Una capa de perovskita, un material cristalino económico que tiene sólo unos pocos cientos de nanómetros de espesor, captura luz azul y verde de longitud de onda corta, mientras que la celda de silicio que se encuentra debajo utiliza luz roja e infrarroja de longitud de onda larga. Juntas, ambas capas utilizan la luz solar de manera mucho más completa que cualquier célula individual. Una mirada al pasado muestra lo rápido que se está desarrollando la industria, ya que la primera célula solar de perovskita alcanzó sólo el 3% de eficiencia en 2009, y hace sólo unos años causó sensación cuando una célula solar en tándem alcanzó por primera vez el 33,2%.
Cómo la nueva célula solar batió el récord
El fabricante chino de energía fotovoltaica LONGi presentó el mejor valor actual en una conferencia especializada en Shanghai en julio de 2026. La célula bipolar en tándem de silicio cristalino y perovskita, desarrollada en su propio centro de investigación, alcanzó una eficiencia del 35,5%, certificada de forma independiente por la European Solar Test Installation, el laboratorio de pruebas del Centro Común de Investigación de la Comisión Europea en Italia, como explica la empresa en su comunicado. El ritmo de avance es notable, pues en noviembre de 2023 el récord de la compañía era del 33,9%, superó el 34,6 y el 34,85% y ahora alcanzó el nuevo récord. Incluso en superficies de células y sectores más grandes, de más de 260 centímetros cuadrados, ya se ha alcanzado el 34,3 por ciento, mientras que los módulos tándem completos han alcanzado un 31,4 por ciento certificado.
¿Qué significa el récord para la energía fotovoltaica?
En perspectiva, el valor récord es una célula de laboratorio y no un producto producido en masa. Además, la estabilidad a largo plazo de las sensibles capas de perovskita sigue siendo el desafío central en el camino hacia la producción en masa. Sin embargo, el valor muestra cuánto espacio le queda todavía a la energía fotovoltaica, porque el potencial teórico de la arquitectura tándem ronda el 43% y ya se están produciendo las primeras células tándem comerciales. Una mayor eficiencia significa una mayor producción de electricidad en la misma área, lo cual es especialmente importante en tejados limitados y reduce aún más los costos de electricidad por kilovatio hora. Esto nos acerca a un escenario en el que la energía solar se convierta en la fuente de electricidad más importante del mundo en 2050. En cualquier caso, el límite del silicio, antes inamovible, ha caído y la carrera por los siguientes puntos porcentuales ya ha comenzado.
