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Cómo un equipo chino llevó las células solares tándem de perovskita y orgánicas al 28,04 %
Un equipo del Instituto de Química de la Academia China de Ciencias, dirigido por Li Yongfang y Meng Lei, alcanzó una eficiencia certificada en estado estacionario del 28,04 %, presentada como récord mundial para las... La estrategia de «regulación integral» busca controlar los defectos durante la preparación del ma...
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Respuesta de investigación
Conclusiones clave
- Un equipo del Instituto de Química de la Academia China de Ciencias, dirigido por Li Yongfang y Meng Lei, alcanzó una eficiencia certificada en estado estacionario del 28,04 %, presentada como récord mundial para las...
- La estrategia de «regulación integral» busca controlar los defectos durante la preparación del material, el crecimiento de la película y el funcionamiento del dispositivo, para limitar la segregación de haluros induci...
- La célula conservó el 90 % de su eficiencia inicial después de 625 horas de iluminación continua.
- La posibilidad de procesar estos materiales mediante técnicas en solución podría favorecer paneles delgados, ligeros, flexibles y adaptables, pero el resultado sigue siendo de laboratorio.
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openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
Un equipo del Instituto de Química de la Academia China de Ciencias, dirigido por el académico Li Yongfang y el investigador Meng Lei, ha comunicado una eficiencia de conversión de energía de 28,04 % en estado estacionario y con certificación externa para una célula solar tándem monolítica de perovskita y material orgánico. El resultado fue descrito como un récord mundial para esta categoría. El estudio correspondiente se publicó en Nature el 13 de julio de 2026, no el 21 de agosto. 18
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La importancia del avance no está solo en la cifra. El equipo también intentó resolver uno de los principales problemas de las perovskitas de banda prohibida ancha: su tendencia a separar sus haluros cuando reciben luz, un proceso que puede deteriorar el rendimiento durante el funcionamiento.
El récord, en cifras
La célula alcanzó una eficiencia máxima del 28,80 %, mientras que la medición certificada en estado estacionario fue del 28,04 %. 18 Según la Academia China de Ciencias, la subcélula superior de perovskita de banda prohibida ancha también logró un voltaje de circuito abierto especialmente elevado para este tipo de dispositivo antes de integrarse con la subcélula orgánica inferior.
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El dispositivo conservó además el 90 % de su eficiencia inicial después de 625 horas de iluminación continua, de acuerdo con informaciones del instituto y de medios estatales chinos. 18
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Estas cifras deben interpretarse como resultados obtenidos en una célula de laboratorio. No demuestran por sí mismas que la tecnología esté lista para fabricarse a escala comercial ni para operar en el espacio.
Por qué se apilan dos materiales
Una célula solar tándem coloca dos subcélulas fotoactivas, con distintos rangos de absorción, una sobre otra. En este caso, la perovskita de banda prohibida ancha se sitúa encima de una subcélula orgánica.
- La subcélula superior de perovskita está adaptada para absorber una parte de mayor energía del espectro solar.
- La subcélula orgánica inferior puede captar luz de menor energía que atraviesa la capa de perovskita.
Al combinar ambos materiales, la arquitectura aprovecha una franja más amplia del espectro que una célula basada en un único absorbente. En las tándem de perovskita y material orgánico, las dos subcélulas se conectan en serie: una utiliza una perovskita de banda prohibida ancha y la otra un material orgánico de banda más estrecha. 25
Las características del material orgánico también pueden contribuir a proteger parcialmente la zona de perovskita frente a determinadas condiciones ambientales, aunque ese efecto depende de toda la estructura del dispositivo y de las condiciones de uso.
El reto central: impedir que la luz desestabilice la perovskita
Las perovskitas mixtas con haluros presentan una ventaja importante para las células tándem: su banda prohibida puede ajustarse para complementar la de una subcélula posterior de menor energía. El problema es que su estabilidad bajo iluminación continúa siendo un desafío decisivo.
El equipo de la Academia China de Ciencias describió su método como una estrategia de «regulación integral». En lugar de corregir los defectos únicamente después de formar la película, los investigadores trataron de controlar los procesos relacionados con esos defectos durante la preparación del material, el crecimiento de la película y la posterior operación del dispositivo. Para ello emplearon un aditivo fototransformable destinado a estabilizar la fase de perovskita con haluros mixtos. 17
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El objetivo era frenar la redistribución de iones haluro provocada por la luz, que puede generar regiones con distintas bandas prohibidas. Al limitar esa segregación de fases, el equipo buscó preservar tanto el voltaje de la subcélula de perovskita como la producción eléctrica de la célula tándem durante la iluminación. 17
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Este enfoque resulta relevante porque eficiencia y estabilidad están estrechamente relacionadas en los dispositivos tándem de banda prohibida ancha. Una cifra récord al comienzo de una prueba pierde valor si la capa activa cambia rápidamente bajo la luz de funcionamiento.
De una célula rígida a paneles finos y flexibles
Las capas de perovskita y de materiales orgánicos pueden depositarse a partir de soluciones, lo que abre una posible vía hacia procesos de fabricación basados en recubrimientos. En principio, técnicas como el recubrimiento mediante matriz ranurada —slot-die coating— o el procesamiento de rollo a rollo podrían facilitar dispositivos delgados, ligeros y mecánicamente adaptables. Sin embargo, el récord comunicado no demuestra todavía una producción industrial a gran escala.
Trabajos anteriores ya habían presentado dispositivos tándem de perovskita y material orgánico tanto rígidos como flexibles, una de las razones por las que esta arquitectura se considera prometedora para la energía fotovoltaica flexible. 10
Entre sus posibles aplicaciones se encuentran:
- paneles integrados en superficies curvas de edificios;
- fuentes de energía ponibles o adaptables al cuerpo;
- sistemas ligeros para drones; y
- estructuras aeroespaciales en las que el peso y el volumen de almacenamiento son factores críticos.
En estos casos, la ventaja práctica no tiene por qué ser únicamente la máxima eficiencia. Un dispositivo ligero, plegable o capaz de adaptarse a una superficie curva puede resultar útil allí donde los paneles rígidos convencionales son difíciles de instalar, transportar o desplegar.
¿Podría alimentar paneles solares enrollables para satélites?
La idea es técnicamente plausible y justifica nuevas investigaciones: unas matrices solares ligeras y flexibles podrían plegarse o enrollarse durante el lanzamiento y desplegarse una vez en órbita. Pero la eficiencia certificada del 28,04 % no equivale a una certificación para uso espacial.
Antes de plantear una matriz solar satelital enrollable habría que superar pruebas adicionales, entre ellas:
- tolerancia a la radiación ultravioleta y a las partículas;
- estabilidad en vacío y control de la desgasificación;
- resistencia a ciclos térmicos repetidos;
- durabilidad mecánica durante el lanzamiento, el despliegue y la operación; y
- rendimiento uniforme en superficies mayores y en módulos interconectados.
Los informes disponibles respaldan un récord certificado de eficiencia y un resultado de estabilidad bajo iluminación. No acreditan que el dispositivo esté cualificado para el entorno espacial. La diferencia es fundamental: pasar de una célula pequeña de laboratorio a un sistema de vuelo exige mucho más que elevar la eficiencia máxima.
El siguiente paso: ampliar la escala sin perder rendimiento
El próximo hito de ingeniería será probablemente convertir la célula récord de pequeña superficie en submódulos uniformes y, después, en módulos flexibles con interconexiones y encapsulado fiables.
Los investigadores también tendrán que estudiar el comportamiento del dispositivo completo bajo combinaciones realistas de calor, luz, humedad, flexión, vacío y radiación. Una célula de alto rendimiento solo se convierte en un producto desplegable cuando sus resultados pueden repetirse en superficies mayores y mantenerse frente a las exigencias de su aplicación.
El resultado de la Academia China de Ciencias representa, por tanto, dos avances simultáneos: un récord certificado de eficiencia en estado estacionario del 28,04 % para las células tándem de perovskita y material orgánico, y una estrategia de materiales orientada a hacer más estables bajo la luz las perovskitas de banda prohibida ancha. Su importancia práctica dependerá de que esas mejoras sobrevivan a la ampliación de la fabricación y a las pruebas de fiabilidad específicas para cada aplicación.
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¿Qué debo hacer a continuación en la práctica?
La célula conservó el 90 % de su eficiencia inicial después de 625 horas de iluminación continua.