- La perovskita impulsa módulos tándem con eficiencias de módulo certificadas cercanas al 28% y récords de célula por encima del 30%.
- Los retos clave siguen siendo la durabilidad en campo, el encapsulado y la gestión/reciclaje del plomo.
- Empresas como Oxford PV, GCL, Trina y LONGi ya operan pilotos, primeras series y récords que aceleran la bancabilidad.
La perovskita se está ganando a pulso un lugar en la élite de la energía solar y no es casualidad: promete módulos más eficientes, ligeros y baratos que podrían acelerar, y mucho, la descarbonización. En apenas una década, esta familia de materiales ha pasado de ser una curiosidad de laboratorio a la gran candidata para impulsar la próxima revolución fotovoltaica (FV).
Ahora bien, el salto del laboratorio al mundo real es la prueba de fuego. La eficiencia récord importa, claro, pero a los promotores y a quienes firman PPA les preocupa, sobre todo, cuánta energía entregará un panel en 20 o 30 años, cuánto costará y cómo se reciclará. En ese terreno, la perovskita avanza a gran velocidad con pilotos en marcha, fábricas en rampa y un ejército de startups y gigantes del sector moviendo ficha.
Qué es la perovskita y por qué todo el mundo habla de ella
Perovskita es el nombre de una estructura cristalina (ABX3) inspirada en el mineral CaTiO3 descubierto en el siglo XIX en los Urales y bautizado en honor al mineralogista Lev Perovski. Hoy, cuando hablamos de células solares de perovskita, nos referimos a compuestos sintéticos (frecuentemente híbridos orgánico–inorgánicos como CH3NH3PbI3) con una capacidad sobresaliente para absorber luz y mover carga eléctrica.
Entre sus propiedades más golosas para fotovoltaica están: altísimo coeficiente de absorción (funcionan en capas ultrafinas), movilidad de electrones y huecos notable, gap de energía ajustable con pequeñas variaciones de composición y tolerancia a defectos sin perder rendimiento de forma dramática.
Eficiencia: del límite del silicio al potencial tándem
Los paneles de silicio cristalino dominan el mercado, pero topan con el límite de Shockley–Queisser (~33,7%) para una unión simple. En la práctica, los módulos comerciales se mueven hoy en el 21–23% y subir más cuesta muchísimo. Aquí entra la perovskita: sola puede rivalizar con el silicio y, en arquitectura tándem (perovskita sobre silicio), captura mejor el espectro (visible y parte del infrarrojo cercano) y empuja la eficiencia mucho más allá.
¿Cuánto más allá? El techo teórico del tándem supera el 43–47% según el diseño, y los récords de celda ya han saltado la barrera del 30%. Fabricantes punteros reportan eficiencias de célula tándem de 31,1% y hasta 33–35% en dispositivos de laboratorio muy optimizados, aunque conviene diferenciar celditas “campeonas” en área reducida de los módulos comerciales y sus hojas de datos.
En el mundo real, se han certificado módulos tándem por encima del 28% en áreas útiles cercanas a 2.000 cm², y algunos proveedores anuncian planes de comercializar módulos de gran formato (>2,5 m²) alrededor del 27% a corto plazo. Eso sí, los valores clave para el mercado son los que aparecen en ficha técnica y los rendimientos en campo.
Radiografía del estado del arte: récords, pilotos y primeras series
La foto del sector es dinámica. Oxford PV ha marcado hitos con su tándem perovskita–silicio: récord residencial del 26,9% de módulo (2024) y envíos piloto (~100 kW) a un parque en EE. UU., además de fabricación de células en Alemania y pruebas de envejecimiento acelerado en cámaras ambientales (temperatura, humedad y ciclos térmicos).
En paralelo, Swift Solar colabora con American Tower para probar tándems en torres de telecomunicaciones; Caelux ha enviado su primer lote comercial de vidrio activo con perovskita; y CubicPV, junto con NREL, ha validado eficiencias del 24% en células tándem. China pisa el acelerador: Trina Solar anunció 31,1% en célula tándem y LONGi ha encadenado récords en célula de alta eficiencia por encima del 33% en demostradores.
En Europa y EE. UU., los pilotos reales son clave para ganar confianza: demostrar rendimiento estable en climas distintos, con monitorización granular y datos bancables. La industria lo sabe y multiplica despliegues en tejados, granjas solares y aplicaciones BIPV.
GCL y la apuesta por la producción a escala
Uno de los movimientos más ruidosos es el de GCL Optoelectronic Materials en Kunshan (Jiangsu): primera megafábrica de módulos de perovskita con 1 GW inicial (2024) y una segunda fase para alcanzar 2 GW. En ferias internacionales se han anunciado módulos tándem certificados al 28,06% en áreas útiles de alrededor de 2.048 cm², con planes de escalar a formatos de 2,88 m² en torno al 27%.
La compañía acompaña el salto industrial con un centro global de I+D apoyado en IA (junto a la Universidad de Soochow y Suzhou Lab) para acelerar formulaciones, encapsulados y validaciones. Su hoja de ruta presume de integración vertical, músculo financiero y costes aspiracionales por debajo de 0,08 $/W en tándem, frente a ~0,15 $/W de módulos de silicio avanzados, si se cumplen los supuestos de rendimiento y yield.
Para apuntalar la bancabilidad, GCL y otros actores muestran pruebas en condiciones extremas (alta montaña, desiertos, zonas de salinidad elevada) y certificaciones IEC 61215 e IEC 61730, además de estrategias de encapsulado multicapa para combatir humedad, oxígeno y UV.
Ventajas que seducen: más energía por metro cuadrado y usos nuevos
La gran baza de la perovskita es que produce más electricidad en la misma superficie, reduciendo BOS y LCOE cuando se integra bien en planta. Además, su fabricación a baja temperatura permite capas ultrafinas, con opciones ligeras, paneles solares flexibles y semitransparentes ideales para BIPV, ventanas activas o fachadas solares.
Otro plus es el ajuste fino del bandgap, que facilita emparejar la perovskita con el silicio (o con otras subceldas) para “repartirse” el espectro: la capa superior captura fotones de alta energía y la inferior, los de onda más larga. Esta complementariedad es la clave del tándem.
La versatilidad se extiende a aplicaciones móviles: vehículos eléctricos con aporte solar en cubierta (carga lenta o emergencia) y usos aeroespaciales donde se valora la relación potencia/peso frente al arseniuro de galio, a un coste potencialmente mucho menor.
Los retos reales: estabilidad, plomo y escalado
La “kriptonita” de estas células ha sido la durabilidad frente a humedad, oxígeno, calor y radiación. Las primeras generaciones no soportaban bien el estrés ambiental; hoy, los encapsulados avanzados y las composiciones más robustas han dado un salto, con ensayos que superan las 10.000 horas en módulos de tamaño intermedio, aunque aún queda para igualar los 25–30 años garantizados del silicio en campo.
El otro gran debate es el uso de plomo en muchas composiciones de perovskita. La cantidad es mínima y comparable a la presente ya en módulos de silicio (por ejemplo, en soldaduras), pero exige estrategias claras de reciclaje y contención ante roturas; conocer el impacto de los materiales tóxicos ayuda a diseñar esas estrategias. La industria trabaja en alternativas basadas en estaño y en diseños seguros de fin de vida para evitar emisiones al entorno.
Por último, escalar la producción sin perder rendimiento es un desafío no trivial: lo que funciona en celditas de laboratorio debe repetirse en láminas grandes con uniformidad y yield alto. La diferencia entre los récords “campeones” y los valores de hoja de datos es el juez real en la comercialización.
Pruebas, datos y ciencia de materiales: cómo se está cerrando la brecha
Los laboratorios de referencia realizan pruebas de envejecimiento acelerado en cámaras ambientales (temperatura/humedad, ciclos de calor-frío, irradiación UV) para condensar en semanas lo que ocurre en años. Este enfoque, combinado con pilotos multi-clima, va generando datasets de rendimiento imprescindibles para asegurar bancabilidad.
Contribuciones académicas relevantes demuestran rutas de estabilidad: el equipo de la EPFL produjo módulos de 10×10 cm con eficiencias en torno al 11–12% estables más de 10.000 horas; grupos en Unicamp/Unesp han probado capas de pentóxido de niobio (Nb2O5) como bloqueantes/homogeneizadoras para reducir histéresis y mejorar robustez; y en la UFSC se han explorado aerogeles de TiO2 para incrementar la eficiencia de conversión mediante arquitectura nanoestructurada.
En España, proyectos con universidades y centros tecnológicos también avanzan en encapsulados multicapa, sellantes y protocolos de reciclaje, fomentando la trazabilidad desde el diseño de producto. Y ojo, porque el gap entre laboratorio y producto se reduce: los módulos certificados y los pilotos conectados a red ya son rutina, no excepción.
Impacto ambiental y circularidad: números y contexto
Un metaanálisis sugiere que un módulo tándem puede tener impacto ambiental un 7% mayor por unidad que uno de silicio debido a procesos adicionales, pero compensa con más energía generada por metro cuadrado a lo largo de su vida útil, reduciendo la huella por kWh.
Frente a la toxicidad del plomo, los expertos recuerdan que la comparación por kWh con fósiles es demoledora (el carbón libera cantidades de plomo muy superiores por energía producida). En cualquier caso, el sector empuja reciclado específico, encapsulados que evitan lixiviación y líneas de recuperación para cerrar el círculo.
Empresas y ecosistema: quién hace qué
Oxford PV lidera el enfoque tándem con fábrica de células en Alemania y despliegues piloto en EE. UU.; Caelux impulsa vidrio activo que añade una capa perovskita a módulos de silicio estándar; Swift Solar apunta a tándems ligeros y flexibles; CubicPV explora rutas híbridas con tándem validado en colaboración con NREL.
GCL acelera la industrialización con capacidad GW y estrategia de IA para acelerar iteraciones. En China, Trina Solar y LONGi marcan récords en célula y se posicionan para el salto de laboratorio a línea. Además, hay acuerdos de licenciamiento cruzados (por ejemplo, acceso de terceros a IP de tándem) para liberar cuellos de botella.
Más allá del panel: ventanas, coches y espacio
Las perovskitas, por su delgadez y semitransparencia, abren la puerta a vidrios fotovoltaicos integrados (BIPV), ideales para edificios que buscan generar sin sacrificar estética ni luz natural. Se están probando láminas rociables o laminables sobre superficies complejas.
En automoción, los tándems podrían aportar carga lenta de apoyo o energía para sistemas auxiliares; no van a “mover” solos el coche, pero ayudan a rascar autonomía y ofrecen respaldo en caso de apuro. En el espacio, donde peso y resistencia térmica/radiación cuentan, asoman como alternativa más asequible al GaAs para satélites de nueva generación.
Propiedades técnicas clave: datos que conviene tener a mano
– Estructura: Tipo perovskita ABX3 (A: catión grande; B: catión pequeño; X: anión), con variantes orgánico–inorgánicas y totalmente inorgánicas. Gap ajustable con haluros (I, Br, Cl) y composición del catión.
– Óptica: Alto índice de refracción y absorción espectral amplia (visible + NIR cercano), con fotoluminiscencia marcada; excelente para celdas delgadas.
– Electrónica: Alta movilidad de portadores y difusión larga; semiconductoras con conductividad ajustable; tolerancia a defectos mejor que el silicio.
– Físicas: Dureza ~5–5,5 (Mohs), densidad ~4 g/cm³, aspecto marrón/amarillo/gris/negro con brillo vítreo a subadamantino en minerales análogos.
– Químicas: Estabilidad térmica razonable pero sensibilidad a humedad/oxígeno/UV en algunas formulaciones; reactividad útil en catálisis; encapsulado crítico.
Costes y materiales: dónde se gana y dónde se complica
Las perovskitas se procesan a bajas temperaturas (≈200 ºC) con técnicas de solución o vacío más sencillas que el silicio, reduciendo CAPEX/OPEX y huella energética. La posibilidad de usar electrodos alternativos al oro (conductores transparentes o capas metálicas de menor coste) y ampliar ventanas de proceso promete recortar más el coste.
La contrapartida es el encapsulado (más exigente, multicapa, con adhesivos y barreras avanzadas) y el control fino de humedad/oxígeno en fabricación para asegurar reproducibilidad y yield. El trinomio perovskita + grafeno + silicio que exploran algunos grupos busca mejorar transporte de carga y robustez a la par que recorta costes de contacto.
¿Dónde hay perovskita (mineral) en España?
Aunque las “perovskitas solares” se sintetizan en fábrica, el mineral original se ha identificado en varios puntos. En España se han citado yacimientos en A Franqueira (Pontevedra), en Santa Cruz de Tenerife y en la conocida Mina de las Sombras en Lobios (Ourense). Curiosidad geológica aparte, la industria FV depende de materiales sintéticos formulados a medida.
Preguntas frecuentes
¿Son más eficientes que el silicio? En laboratorio, sí: las celdas de perovskita superan el 25% y los tándems perovskita–silicio rebasan el 30% de celda; en módulo comercial, los mejores tándems certificados ya pisan el 28% en áreas útiles grandes.
¿Cuál es el mayor reto? La durabilidad. Se ha avanzado mucho con encapsulados y composiciones, pero la meta es garantizar 25–30 años en campo con degradaciones bajas y uniforme rendimiento.
¿Cuándo será masiva su comercialización? Ya hay pilotos y primeras series. Veremos despliegues crecientes en varios mercados de energía solar y adopción amplia conforme maduren datos de campo, cadenas de suministro y estándares de reciclaje.
¿Qué pasa con el plomo? La cantidad por módulo es pequeña y gestionable con diseño seguro y reciclaje. Se investigan alternativas con estaño, pero hoy el mejor rendimiento sigue del lado del plomo.
Casos y datos que marcan tendencia
– Oxford PV: récord de módulo residencial del 26,9% (2024), producción de células en Alemania y piloto de ~100 kW en EE. UU. con módulos al 24,5% monitorizados en campo.
– GCL Kunshan: megafábrica de 1 GW (fase 1) y objetivo 2 GW (fase 2), con tándem certificado al 28,06% en ~2.048 cm² y ruta a 2,88 m² al 27%.
– Trina/LONGi: récords de célula tándem por encima del 31% y de más del 33% en arquitectura de alta eficiencia, respectivamente, empujando el listón del sector.
– Caelux/Swift/CubicPV: primeros envíos comerciales de vidrio activo, pilotos en torres de comunicaciones y celdas tándem validadas con NREL.
Mercado y bancabilidad: lo que mira el inversor
Para el banco, valen las hojas de datos y los datos de campo. De poco sirve una celda récord si la diferencia con el módulo comercial es enorme. Los fabricantes trabajan para cerrar esa brecha, a la vez que amplían certificaciones, garantías y seguros a medida que llegan historiales de rendimiento en distintas latitudes.
A nivel de LCOE, los tándems pueden reducir el coste de la energía ~10% frente a módulos de silicio estándar a igualdad de BOS, gracias a la mayor energía anual por superficie. En mercados con limitación de espacio (tejados, BIPV) o CAPEX por m², esa ventaja marca la diferencia.
La perovskita ya no es una promesa lejana sino una tecnología en plena transición al mercado: suma eficiencias de récord, pilotos reales, fábricas GW en marcha y un ecosistema que madura a ojos vista. Quedan deberes (estabilidad a 25–30 años, reciclaje y escalado fino), pero la dirección es clara: más rendimiento por metro cuadrado, nuevos formatos y costes a la baja para acelerar el despliegue solar en tejados, parques, fachadas y hasta en aplicaciones móviles y espaciales.
