Comenzar con nichos de mercado de mayor valor y luego expandirse podría ayudar a que los paneles solares basados en perovskita se vuelvan competitivos con el silicio.
Los materiales llamados perovskitas muestran un gran potencial para una nueva generación de células solares, pero han tenido problemas para ganar tracción en un mercado dominado por células solares basadas en silicio. Ahora, un estudio realizado por investigadores del MIT y otros lugares describe una hoja de ruta sobre cómo esta tecnología prometedora podría pasar del laboratorio a un lugar significativo en el mercado solar global.
El análisis «tecnoeconómico» muestra que, al comenzar con nichos de mercado de mayor valor y expandirse gradualmente, los fabricantes de paneles solares podrían evitar los costos de capital iniciales muy elevados que se requerirían para hacer que los paneles basados en perovskita sean directamente competitivos con el silicio para grandes instalaciones a gran escala. al principio En lugar de realizar una inversión inicial prohibitivamente costosa, de cientos de millones o incluso miles de millones de dólares, para construir una planta para la producción a gran escala, el equipo descubrió que se podía lograr comenzar con aplicaciones más especializadas para lograr una inversión de capital inicial más realista en el pedido. de $40 millones.
Los resultados se describen en un artículo en la revista Joule por el postdoctorado del MIT Ian Mathews, el científico investigador Marius Peters, el profesor de ingeniería mecánica Tonio Buonassisi y otros cinco en el MIT, Wellesley College y Swift Solar Inc.
Las células solares basadas en perovskitas, una amplia categoría de compuestos que se caracterizan por una cierta disposición de su estructura molecular, podrían proporcionar mejoras drásticas en las instalaciones solares. Sus materiales constituyentes son económicos y podrían fabricarse en un proceso de rollo a rollo, como la impresión de un periódico, e imprimirse en un material de soporte ligero y flexible. Esto podría reducir en gran medida los costos asociados con el transporte y la instalación, aunque aún requieren más trabajo para mejorar su durabilidad. Otros materiales nuevos y prometedores para las células solares también están en desarrollo en laboratorios de todo el mundo, pero ninguno ha logrado avances en el mercado.
“Ha habido muchos nuevos materiales de células solares y empresas lanzadas a lo largo de los años”, dice Mathews, “y, sin embargo, a pesar de eso, el silicio sigue siendo el material dominante en la industria y lo ha sido durante décadas”.
Ya hay un puñado de empresas emergentes que trabajan para tratar de llevar las células solares de perovskita al mercado, señala, aunque ninguna de ellas tiene un producto real a la venta. Las empresas han adoptado diferentes enfoques, y algunas parecen haberse embarcado en el tipo de enfoque de crecimiento paso a paso descrito en esta investigación, dice. “Probablemente la compañía que ha recaudado más dinero es una compañía llamada Oxford PV, y están buscando celdas en tándem”, que incorporan celdas de silicio y perovskita para mejorar la eficiencia general. Otra empresa es la iniciada por Joel Jean PhD ’17 (quien también es coautor de este artículo) y otros, llamada Swift Solar, que está trabajando en perovskitas flexibles. Y hay una empresa llamada Saule Technologies, que trabaja en perovskitas imprimibles.
Mathews dice que el tipo de análisis tecnoeconómico que utilizó el equipo en su estudio podría aplicarse a una amplia variedad de otras nuevas tecnologías relacionadas con la energía, incluidas las baterías recargables y otros sistemas de almacenamiento, u otros tipos de nuevos materiales de células solares.
“Hay muchos artículos científicos y estudios académicos que analizan cuánto costará fabricar una tecnología una vez que esté a escala”, dice. “Pero muy pocas personas realmente analizan cuánto cuesta a muy pequeña escala y cuáles son los factores que afectan las economías de escala. Y creo que eso se puede hacer para muchas tecnologías, y nos ayudaría a acelerar la forma en que llevamos las innovaciones del laboratorio al mercado”.
El equipo de investigación también incluyó a los ex alumnos del MIT Sarah Sofia PhD ’19 y Sin Cheng Siah PhD ’15, la estudiante de Wellesley College Erica Ma y el ex postdoctorado del MIT Hannu Laine. El trabajo fue apoyado por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, la Sociedad de la Familia Martin para Becarios de Sostenibilidad, el Departamento de Energía de EE. UU., Shell, a través de la Iniciativa de Energía del MIT y la Alianza Singapur-MIT para Investigación y Tecnología.
