Adiós a las baterías: los dispositivos electrónicos funcionarán con células solares de alimentación autónoma

Los investigadores han concretado un avance clave hacia la electrónica alimentada por la luz ambiental: los dispositivos personales y domésticos podrían algún día funcionar sin baterías o pilas convencionales, eliminando la necesidad de las permanentes recargas.

Especialistas del University College London, en Reino Unido, y colaboradores internacionales han concretado una innovación que acerca un poco más a la electrónica cotidiana y la energía ambiente: desarrollaron células solares de perovskita optimizadas para luz interior, capaces de alimentar dispositivos personales y del hogar sin necesidad de baterías convencionales.

La perovskita es un mineral de calcio, titanio y oxígeno (CaTiO₃) descubierto en 1839: las perovskitas sintéticas son ampliamente versátiles y prometedoras para aplicaciones tecnológicas como las células solares de película delgada, ya que su estructura única facilita una alta eficiencia en la conversión de luz en electricidad.

Avances importantes en el rendimiento y la eficiencia

En este caso, el equipo aplicó una estrategia llamada Triple Passivation Treatment (TPT) para corregir defectos en la estructura cristalina de las perovskitas, en forma de pequeñas imperfecciones que atrapan electrones y degradan tanto la eficiencia como la durabilidad.

Al combinar cloruro de rubidio con dos sales orgánicas y cloruro de fenetilamonio, consiguieron una película con menos trampas electrónicas, mejorando notablemente la extracción de carga y la estabilidad del material.

De acuerdo a una nota de prensa y al estudio publicado en la revista Advanced Functional Materials, el rendimiento conseguido es llamativo: las células alcanzaron una eficiencia de conversión de 37,6 % en un escenario equivalente a una oficina bien iluminada, en una banda específica para capturar las longitudes de onda dominantes en interiores. Según los autores, esto supone hasta seis veces más energía utilizable que las mejores celdas comerciales para iluminación interior.

Más resistentes y con aplicaciones prácticas inmediatas

El otro aspecto a destacar del avance es la resistencia a la degradación: los dispositivos tratados conservaron una fracción alta de su rendimiento tras pruebas prolongadas. En concreto, los prototipos mantuvieron el 92 % de su eficiencia después de más de 100 días de trabajo, mientras que se documentaron retenciones similares tras 3.200 horas de almacenamiento y buena resistencia a ensayos de luz continua a 55 °C. Las cifras sitúan a estas perovskitas por delante de generaciones anteriores, que perdían rendimiento en cuestión de semanas o meses.

El impacto práctico podría ser inmediato en los aparatos que consumen muy poca energía, como teclados inalámbricos, mandos a distancia, sensores domésticos, alarmas y multitud de dispositivos de la llamada Internet de las Cosas (IoT), que podrían alimentarse con la luz ambiental, reduciendo la dependencia de pilas desechables y el impacto ambiental asociado a su fabricación y eliminación.

Por otro lado, quedan desafíos a superar, como la producción a gran escala, la garantía de seguridad y la durabilidad a largo plazo en condiciones reales de uso, incluido el envejecimiento por humedad y cambios de temperatura. En el futuro, el incremento de la producción energética y la mejora de otras condiciones permitirá su uso en dispositivos con mayores necesidades de alimentación.