Investigadores de la Universitat Jaume I, el Institut de Recerca Energètica de Catalunya y la Universitat de Barcelona han desarrollado por primera vez células solares de seleniuro de antimonio directamente sobre azulejos cerámicos. Mediante un nuevo método de electrodeposición a baja temperatura, han logrado películas uniformes y eficientes, demostrando que la cerámica puede sustituir al vidrio en la integración fotovoltaica en edificios.
Lograr que los azulejos cerámicos que recubren las fachadas y los tejados de los edificios generen electricidad permitiría integrar la producción de energía en la arquitectura sin necesidad de paneles adicionales.
En nuestro trabajo exploramos una idea sencilla pero poderosa: fabricar células solares directamente sobre estos azulejos cerámicos. Para ello usamos un material semiconductor llamado seleniuro de antimonio (Sb₂Se₃), una alternativa prometedora a las tecnologías actuales. Este compuesto combina bajo coste, estabilidad y un proceso de fabricación sencillo.
Nuestro objetivo era comprobar si es posible depositar este semiconductor sobre cerámica, en lugar de sobre vidrio, que es el soporte habitual. La cerámica tiene ventajas claras: es más resistente, más barata y ya forma parte los materiales habituales para la construcción de edificios. Sin embargo, su superficie es mucho más rugosa, lo que puede provocar cortocircuitos o irregularidades en las capas del dispositivo.
Un método económico para recubrir los azulejos
Para superar ese obstáculo diseñamos un esmalte especial que recubre el azulejo ofreciendo una superficie lisa, similar a la del vidrio. Sobre este esmalte depositamos una fina capa de molibdeno, que actúa como contacto eléctrico y, a continuación, formamos la capa absorbente de seleniuro de antimonio mediante un método de electrodeposición. En este proceso, el material se forma al aplicar una corriente eléctrica en una disolución que contiene los elementos necesarios. Este método, además de económico, permite un control preciso del espesor y de la uniformidad de la película.
A continuación, el material se somete a un breve tratamiento térmico para que se forme la estructura cristalina adecuada y, finalmente, se añaden capas delgadas de otros materiales que completan la célula solar. El resultado es un dispositivo con una eficiencia del 2,1 %, muy similar a la obtenida en vidrio (2,4 %). Aunque esta cifra es modesta, demuestra la viabilidad de fabricar células solares funcionales directamente sobre azulejos cerámicos.
Proceso adaptable a la industria
El proceso completo se realiza a baja temperatura y dura solo unos minutos, lo que lo hace fácilmente adaptable a la industria. Este enfoque abre la puerta a una nueva generación de materiales de construcción que producen energía en el marco de la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV, del inglés Building Integrated Photovoltaics).
Imaginemos fachadas o tejados cubiertos con azulejos que, además de proteger el edificio, produzcan electricidad limpia de forma discreta y local. Con el avance de materiales como el seleniuro de antimonio y la optimización de su rendimiento, esta visión está cada vez más cerca.
Referencia:
Porcar, S.; Lahlahi, A.; González Cuadra, J.; Toca, S.; Serna-Gallén, P.; Fraga, D.; Jawhari, T.; Alcobe, X.; Calvo Barrio, L.; Vidal-Fuentes, P.; Pérez-Rodríguez, A.; Carda, J.B. Electrodeposition of Sb₂Se₃ solar cells on ceramic tiles. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solener.2025.113377
Autores del artículo divulgativo:
Samuel Porcar García, Abderrahim Lahlahi, Jaime González Cuadra, Santiago Toca Valero, Pablo Serna-Gallén, Diego Fraga, Juan Bautista Carda
Departamento de Química Inorgánica y Orgánica
Universitat Jaume I (UJI)
Tariq Jawhari, Xavier Alcobe
Centres Científics i Tecnològics de la Universitat de Barcelona (CCiTUB)
Lorenzo Calvo Barrio
Departament d’Enginyeria Electrònica i Biomèdica
Universitat de Barcelona
Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB)
Pedro Vidal-Fuentes
Catalonia Institute for Energy Research (IREC)
Alejandro Pérez-Rodríguez
Departament d’Enginyeria Electrònica i Biomèdica
Universitat de Barcelona
Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB)
Catalonia Institute for Energy Research (IREC)
Fuente: Scientias
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