China tiene el control casi absoluto del mercado de la energía solar, lo que ha generado preocupación entre Estados Unidos y sus aliados. Pero un grupo de ingenieros ha desarrollado una innovadora célula solar que podría cambiar el panorama.
Se trata de una célula solar orgánica, que utiliza materiales flexibles y baratos, similares a la película de una cámara. Esta tecnología tiene el potencial de reducir los costes y aumentar la eficiencia de la energía solar, ofreciendo una alternativa viable al modelo chino.
China, el gigante de la energía solar que domina el mercado mundial
China es el líder indiscutible en la industria solar, tanto en la fabricación como en la instalación de paneles solares. Según la Agencia Internacional de la Energía (IEA), China controla más del 80% de la cadena de suministro global de paneles solares de silicio, el componente principal de esta tecnología.
Además, su participación en el poli silicio, el material base de los paneles, es aún mayor. Esto significa que el mundo dependerá casi por completo de China para obtener los elementos esenciales para producir energía solar hasta 2025, según la IEA.
Estados Unidos y Japón, dos estrategias diferentes para impulsar la energía solar
La energía solar es una de las fuentes renovables más prometedoras para el futuro, pero también una de las más dependientes de la geopolítica. Estados Unidos y Japón, dos de los mayores consumidores de energía del mundo, están tratando de reducir su dependencia de China, el líder indiscutible en la fabricación de paneles solares.
Para ello, han adoptado dos estrategias distintas: Estados Unidos está apostando por crear una cadena de suministro nacional de paneles solares, con el apoyo de la administración Biden. Japón, por su parte, está invirtiendo en la investigación y desarrollo de las células solares de perovskita, un tipo de material sintético que no utiliza silicio y que promete una mayor eficiencia y menor coste.
Perovskita
Japón lidera la innovación en energía solar con las células de perovskita
La energía solar es una de las fuentes renovables más limpias y abundantes, pero también una de las más desafiantes. Para aprovecharla al máximo, se necesitan dispositivos capaces de transformar la luz solar en electricidad de forma eficiente y económica. En este sentido, Japón está a la vanguardia con las células solares de perovskita, una tecnología revolucionaria que promete superar a las tradicionales células de silicio.
Las células de perovskita se basan en un material sintético que imita la estructura cristalina de un mineral natural, la perovskita. Este material tiene la ventaja de que puede absorber una amplia gama de longitudes de onda de la luz solar, lo que aumenta su rendimiento. Además, su fabricación requiere menos energía y materiales que las células de silicio, lo que reduce su coste y su impacto ambiental.
Celda de Perovskita
Japón apuesta por la energía solar de perovskita frente al dominio chino de los semiconductores
China es el líder mundial en la producción de semiconductores, unos componentes clave para la tecnología y la industria. Sin embargo, su política de limitar la exportación de algunos elementos raros, como el galio y el germanio, que se usan para fabricar los chips, ha generado tensión y preocupación entre sus rivales.
Así lo expresó a The Wall Street Journal Tsutomu Miyasaka, el científico japonés que inventó las células solares de perovskita. Según Miyasaka, las células de perovskita son una alternativa a los semiconductores chinos, ya que sus componentes se pueden producir en el propio país, sin depender de importaciones.
Además, las células de perovskita tienen otras ventajas, como una mayor eficiencia, un menor coste y una mayor resistencia. Las células de perovskita se han estudiado durante más de 10 años, pero al principio no podían competir con las células de silicio en su capacidad para transformar la luz en electricidad, y se deterioraban en ambientes húmedos.
Por eso, la perovskita se usó dentro de paneles de silicio recubiertos de vidrio para mejorar la eficiencia en lo que se llama células en tándem, y los gobiernos de Estados Unidos y otros países han respaldado el desarrollo de las mismas.
Células en tándem de perovskita
Las células solares de perovskita superan en eficiencia a las de silicio, según los datos del Departamento de Energía de Estados Unidos. Las células de perovskita pueden alcanzar o incluso superar el 25% de eficiencia, mientras que las células de silicio comerciales convencionales se sitúan entre el 18% y el 22%.
La ligereza y la flexibilidad de las células de perovskita son las características que las hacen sobresalir entre las demás. La capa cristalina de perovskita mide apenas una micra de grosor, por lo que se pueden colocar en paredes o superficies con curvas y producir electricidad con poca luz solar, incluso en espacios interiores.
Sin embargo, las células de perovskita todavía tienen que enfrentarse a dos grandes retos: reducir sus costes de producción y mejorar su resistencia a la humedad.
Funcionamiento de ventanas de perovskita en viviendas
Japón se enfrenta a la competencia de China en la producción de células solares de perovskita
La energía solar de perovskita es una tecnología emergente que promete una mayor eficiencia y menor coste que las células solares convencionales. Sin embargo, China ya ha tomado la delantera en este campo, con empresas como DaZheng (Jiangsu) Micro Nano Technology, que inició la producción comercial de células de perovskita en 2022 y planea multiplicarla por 10.
Japón, que fue el pionero en el desarrollo de esta tecnología, no se rinde y confía en su ventaja tecnológica. Los ingenieros japoneses aseguran que la clave para fabricar células de perovskita de alta calidad es lograr una capa de perovskita muy fina y uniforme, algo que requiere una gran precisión y habilidad, características de la industria japonesa.
"Cuanto más difícil sea, más difícil será para los chinos copiarlo".
Miyasaka, el inventor de la célula de perovskita.
Japón fue el líder mundial en su producción, pero perdió el liderazgo ante China, que invirtió mucho en su fabricación y bajó los precios con el apoyo de su gobierno. Hiroo Inoue, director general de la Agencia de Recursos Naturales y Energía de Japón, dijo que Japón tenía la ventaja tecnológica, pero no la comercial. Añadió que lo mismo les pasó con las pantallas de cristal líquido y los semiconductores.
Tokio y Washington impulsan la producción de células solares de perovskita. Tanto Japón como Estados Unidos están interesados en apoyar su desarrollo y producción.
Tokio ha destinado más de 400 millones de dólares para ayudar a las empresas japonesas a fabricar células de perovskita a gran escala. Washington, por su parte, ha asignado 29 millones de dólares en el año fiscal 2022 para respaldar las tecnologías solares, entre ellas la perovskita.
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