Investigadores del Instituto de Energía Solar (IES) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado micro-prototipos de células solares ultrafinas utilizando materiales bidimensionales, capaces de absorber energía solar en cualquier tipo de superficie. La ligereza, flexibilidad y bajo coste de fabricación de estas células solares las convierte en una de las opciones más prometedoras para lograr ciudades verdes basadas en energías limpias, donde cualquier superficie puede convertirse en fuente de energía.
La Tierra recibe cada hora del Sol una cantidad de energía comparable al consumo energético mundial de todo un año. Los materiales bidimensionales son tan finos que no se considera que tengan una tercera dimensión, pero aun así presentan una capacidad sorprendente para captar luz. La combinación de distintos materiales permite optimizar la absorción de energía solar, potenciando la eficiencia de las células.
El grupo Silicio y Nuevos Conceptos para Células Solares (SyNC) del IES-UPM ha empleado la técnica denominada hot-pick-up, que consiste en recoger y depositar fragmentos de materiales mediante una burbuja transparente para formar apilamientos adaptados a las necesidades de la investigación. Esta técnica ha permitido experimentar con combinaciones de materiales que maximizan la eficiencia energética, situando a la UPM entre las universidades más punteras en este campo.
Escalabilidad y aplicaciones urbanas
El aumento de la densidad urbana y el creciente consumo de energía plantean retos a la tecnología fotovoltaica tradicional, cuyo peso, tamaño y rigidez dificultan su integración en edificios. Para superarlos, los investigadores están explorando técnicas de deposición de materiales bidimensionales desde disolución en grandes superficies, lo que permitiría escalar la fabricación, reducir costes y avanzar hacia la industrialización de estas células ultrafinas.
Simulaciones realizadas sobre un rascacielos en Madrid muestran que recubrir sus fachadas con estas células semitransparentes podría generar hasta un 30% del consumo energético del edificio, manteniendo niveles de luz agradables en el interior.
Los prototipos combinan MoS₂ (disulfuro de molibdeno) con distintos dopajes para mejorar el rendimiento, y BN (nitruro de boro) para maximizar la absorción, todo sobre contactos metálicos. Esta combinación única de materiales permite optimizar la eficiencia energética en células ultrafinas y ligeras.
El proyecto ha contado con el apoyo financiero del MAD2DCM-UPM, financiado por la Comunidad de Madrid y la Unión Europea; del proyecto 4EVERPV-CM; de las subvenciones COMIC y PVBooster del Ministerio de Ciencia e Innovación; y del premio APE2SOL otorgado por la Fundación Naturgy.