Investigadores chinos desarrollan células solares de perovskita con todas sus capas serigrafiadas al aire, facilitando su fabricación a gran escala.
- ☀️ 21,86 % de eficiencia certificada.
- 🖨️ Todas las capas fabricadas mediante serigrafía.
- 🏭 Procesamiento sin atmósfera controlada.
- ⏱️ Más del 90,5 % del rendimiento tras 2.000 horas.
- 🔥 900 horas a 85 °C sin degradación observada.
- 🇨🇳 Tecnología desarrollada en China.
¿Por qué importa?
Las células solares de perovskita llevan años demostrando eficiencias muy altas en laboratorio. El verdadero cuello de botella está en otro lugar: fabricarlas de manera rápida, reproducible y económica cuando se pasa de pequeñas muestras de laboratorio a procesos industriales.
Un equipo encabezado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Nankín (Nanjing Tech University) ha dado un paso interesante precisamente en esa dirección. Ha desarrollado una célula de perovskita en la que las diferentes capas pueden depositarse mediante serigrafía y procesarse sin recurrir a las condiciones atmosféricas extremadamente controladas habituales en muchos experimentos de laboratorio.
El dispositivo alcanzó una eficiencia máxima del 22,41 %, mientras que la eficiencia certificada fue del 21,86 %.
Pero quedarse únicamente con esa cifra sería perder buena parte de lo interesante.
De fabricar células solares como semiconductores a imprimirlas
La serigrafía resulta especialmente atractiva porque no es una técnica experimental y exótica creada para fabricar células solares. Es un procedimiento industrial ampliamente conocido para depositar tintas y materiales sobre grandes superficies mediante una malla.
La industria la utiliza desde hace décadas en sectores muy diferentes y la propia industria fotovoltaica emplea procesos de impresión para determinadas etapas de fabricación.
La propuesta china lleva esa filosofía mucho más lejos: construir mediante impresión la arquitectura completa de una célula solar de perovskita.
Esto podría reducir la dependencia de algunos de los procesos más sofisticados utilizados en determinadas arquitecturas fotovoltaicas, especialmente técnicas de deposición al vacío.
La diferencia puede parecer pequeña vista desde un laboratorio. En una futura fábrica podría ser enorme.
Una tecnología fotovoltaica no necesita únicamente alcanzar una eficiencia elevada. También debe poder fabricarse rápidamente, sobre superficies grandes, con buenos rendimientos de producción y sin que pequeñas variaciones ambientales arruinen el dispositivo.
Ahí es donde las perovskitas todavía tienen bastante trabajo por delante.
El problema estaba dentro de las capas impresas
Imprimir una tinta fotovoltaica no significa que el material resultante vaya a formar automáticamente una buena célula solar.
En las arquitecturas completamente serigrafiadas estudiadas por los investigadores aparecen películas relativamente gruesas y estructuras multicapa. El precursor de perovskita tiene que penetrar correctamente en ellas y posteriormente cristalizar de una forma muy concreta.
Cuando ese proceso falla, la cristalización puede comenzar demasiado pronto en la superficie.
El resultado es una especie de cuello de botella microscópico: la parte superior empieza a solidificarse mientras el precursor todavía no ha penetrado correctamente hacia las zonas inferiores.
Aparecen entonces defectos, infiltración incompleta y tensiones residuales que perjudican al transporte de las cargas eléctricas.
El equipo chino decidió atacar precisamente este problema.
Una tinta diseñada para moverse antes de cristalizar
La estrategia desarrollada recibe el nombre de cristalización mediante control del movimiento del fluido.
La tinta utiliza un sistema de cosolventes formado por propionato de metilamonio, un líquido iónico, y butironitrilo.
El segundo compuesto cumple una función especialmente importante. Reduce la resistencia al movimiento del fluido y ayuda a dispersar los agregados de yoduro de plomo (PbI₂) presentes en el precursor.
Gracias a ello, la solución puede penetrar más rápida y profundamente en la estructura impresa antes de que comience la cristalización superficial.
En vez de crecer de manera desordenada desde la superficie, la transformación se produce de forma más controlada desde las regiones inferiores hacia arriba.
Parece un detalle de química de materiales. En realidad, cambia buena parte del comportamiento de la célula.
Una red de nanocristales que facilita el movimiento de las cargas
Una vez controlada la infiltración, se forma una red densa e interconectada de nanocristales de perovskita.
La superficie adquiere además una morfología que los investigadores describen como similar a pequeñas islas. Esa estructura mejora el contacto entre la perovskita y el electrodo de carbono.
El objetivo final es eléctrico.
Cuanto mejor sea ese contacto, más fácilmente pueden desplazarse las cargas generadas cuando la luz alcanza la perovskita. Al mismo tiempo, disminuyen las pérdidas producidas por la recombinación de electrones y huecos antes de que puedan aprovecharse para generar electricidad.
La combinación permitió alcanzar una eficiencia máxima de conversión del 22,41 %.
La medición certificada quedó en 21,86 %.
Para valorar correctamente el resultado conviene evitar una comparación engañosa: existen células de perovskita experimentales con eficiencias superiores. La novedad aquí está en combinar una eficiencia elevada con una arquitectura completamente serigrafiada y procesada sin una atmósfera especialmente controlada.
La prueba de las 2.000 horas
La estabilidad continúa siendo uno de los grandes obstáculos de las perovskitas.
Estas células pueden deteriorarse por la humedad, el oxígeno, las temperaturas elevadas, la iluminación prolongada y diferentes procesos químicos internos. Por eso una cifra elevada de eficiencia inicial dice relativamente poco sobre su futuro comercial si el rendimiento cae rápidamente.
Los investigadores sometieron sus dispositivos a ensayos de envejecimiento acelerado siguiendo protocolos ISOS, empleados en la investigación de estabilidad fotovoltaica.
Después de 2.000 horas bajo condiciones de iluminación del protocolo ISOS-L-1, las células conservaron más del 90,5 % de su eficiencia inicial.
También fueron sometidas a condiciones bastante más agresivas.
Durante 900 horas permanecieron funcionando a 85 °C y una humedad relativa del 50 % ± 10 %, siguiendo el protocolo ISOS-L-3.
En ese ensayo, los investigadores indican que no observaron degradación del rendimiento.
Es un resultado prometedor, aunque no equivale a demostrar que un panel instalado sobre un tejado vaya a funcionar durante 25 o 30 años.
Ese salto todavía queda por demostrar.
Serigrafiar puede ser más importante que batir otro récord
La investigación fotovoltaica está viviendo una carrera por superar récords de eficiencia. Las células tándem de silicio y perovskita ya se encuentran muy por encima del rendimiento alcanzado por este dispositivo.
Son desarrollos diferentes.
Esta investigación busca resolver otro problema: cómo convertir las excelentes propiedades de la perovskita en un producto que algún día pueda fabricarse industrialmente de manera sencilla y repetible.
La serigrafía tiene varias características interesantes para ello. Puede trabajar sobre superficies relativamente grandes, permite depositar materiales de forma selectiva, admite líneas de producción continuas y existe una enorme experiencia industrial alrededor de esta técnica.
Además, la arquitectura emplea un electrodo de carbono, evitando que determinadas funciones dependan necesariamente de electrodos metálicos depositados mediante procesos más complejos.
Aquí aparece una posible ventaja económica que deberá comprobarse al escalar la tecnología.
No basta con demostrar que algo puede imprimirse. Hay que imprimirlo miles o millones de veces manteniendo prácticamente las mismas propiedades.
El siguiente problema es pasar de centímetros a módulos
Una de las trampas habituales al hablar de nuevas tecnologías fotovoltaicas aparece cuando se compara una célula experimental con un panel comercial.
No son equivalentes.
Una célula pequeña permite controlar con mucha precisión el espesor, la uniformidad, las interfaces y los defectos. Cuando la superficie aumenta, mantener esa uniformidad resulta mucho más complicado.
Las perovskitas están avanzando precisamente en este terreno. En 2025 se publicaron trabajos capaces de controlar la cristalización en módulos solares de escala métrica, mientras diferentes grupos trabajan actualmente en recubrimientos, impresión continua y fabricación rollo a rollo.
La serigrafía ofrece otra posible ruta industrial.
El próximo paso importante será demostrar que la estrategia presentada en China mantiene eficiencia, uniformidad y estabilidad en módulos considerablemente mayores, y posteriormente hacerlo sobre líneas piloto con velocidades de producción industrialmente relevantes.
Ahí se verá cuánto vale realmente el descubrimiento.
El plomo continúa siendo una cuestión pendiente
Las perovskitas de haluros de plomo siguen ofreciendo algunos de los mejores resultados fotovoltaicos, pero también plantean una cuestión ambiental que no conviene esconder.
La cantidad de material activo utilizada puede ser pequeña comparada con la masa total de un módulo, aunque una implantación a escala de gigavatios obliga a pensar de otra manera.
La industria necesitaría encapsulados capaces de retener el plomo incluso después de daños físicos, sistemas de recogida y procesos específicos de reciclaje.
Existe investigación destinada a recuperar el plomo de módulos de perovskita y reutilizar materiales en nuevas células. El diseño circular tendrá que incorporarse antes de la producción masiva, no décadas después.
La ventaja es que esta tecnología todavía está a tiempo de hacerlo.
China acumula avances en perovskitas
El trabajo tampoco aparece de manera aislada.
El grupo de Nanjing Tech University lleva varios años investigando células solares imprimibles. En 2022 ya publicó en Nature un trabajo sobre películas de perovskita fabricadas mediante serigrafía, y durante 2025 continuó desarrollando estrategias para controlar la cristalización de estos dispositivos.
El nuevo estudio profundiza en ese mismo problema industrial: conseguir que el precursor atraviese correctamente estructuras gruesas y posteriormente cristalice de manera uniforme.
Al mismo tiempo, China está avanzando por otra vía con las células tándem. En 2026, LONGi consiguió una eficiencia certificada del 35,5 % en una célula tándem de silicio-perovskita.
Son estrategias distintas que podrían terminar coexistiendo.
Las células tándem persiguen principalmente extraer más electricidad de cada metro cuadrado, mientras las arquitecturas completamente imprimibles intentan simplificar la fabricación y abrir nuevas posibilidades de producción.
Potencial
El verdadero potencial de esta tecnología aparecería si la serigrafía consigue trasladarse desde las pequeñas células experimentales hasta módulos duraderos fabricados industrialmente.
Una producción basada en impresión podría facilitar líneas de fabricación más sencillas y potencialmente más económicas, especialmente si consigue eliminar procesos caros de deposición y reducir el consumo energético de determinadas etapas.
También podría favorecer instalaciones fotovoltaicas en superficies donde el peso, la geometría o los procesos tradicionales resultan limitantes, dependiendo del sustrato y de la arquitectura que finalmente llegue al mercado.
Pero hay una condición básica: durabilidad.
La tecnología más sostenible no es necesariamente la que utiliza menos energía el día que sale de fábrica. Es la que produce mucha electricidad durante muchos años utilizando pocos recursos y puede recuperarse correctamente al final de su vida útil.
Las células completamente serigrafiadas todavía tienen que demostrar esa ecuación.
Lo conseguido por el equipo chino resuelve una pieza importante: demuestra que fabricación sencilla, condiciones ambientales de procesamiento y eficiencias superiores al 20 % pueden coexistir en un mismo dispositivo.
Ahora empieza la parte difícil. Convertir una buena célula de laboratorio en millones de metros cuadrados de fotovoltaica fiable.
Ficha técnica
Cómo funciona
La célula utiliza una arquitectura fotovoltaica de perovskita completamente serigrafiada. El precursor penetra en las capas impresas y posteriormente cristaliza formando una red interconectada de nanocristales.
La innovación consiste en controlar el movimiento y la cristalización de la tinta mediante una mezcla de propionato de metilamonio y butironitrilo. El butironitrilo facilita la penetración profunda del precursor y ayuda a evitar que la superficie cristalice prematuramente.
La cristalización ordenada desde las regiones inferiores reduce defectos y mejora el contacto de la perovskita con el electrodo de carbono.
En cifras
- 22,41 % de eficiencia máxima medida.
- 21,86 % de eficiencia certificada.
- Más del 90,5 % de la eficiencia inicial conservada después de 2.000 horas bajo el ensayo ISOS-L-1.
- 900 horas de funcionamiento en el ensayo ISOS-L-3 sin degradación observada.
- 85 °C de temperatura durante ese ensayo.
- 50 % ± 10 % de humedad relativa durante la prueba ISOS-L-3.
Qué tiene de diferente
La principal diferencia no es alcanzar el récord absoluto de eficiencia de las perovskitas.
El dispositivo combina procesamiento sin atmósfera especialmente controlada, fabricación completamente mediante serigrafía, electrodo de carbono y una eficiencia certificada superior al 21 %.
El control de la dinámica del fluido permite que la tinta penetre profundamente antes de cristalizar, resolviendo uno de los problemas que dificultaban mejorar las células de perovskita completamente impresas.
Comparación directa con la tecnología convencional
| Característica | Perovskita completamente serigrafiada | Fotovoltaica convencional de silicio |
|---|---|---|
| Material absorbente | Perovskita de haluro metálico | Silicio cristalino |
| Fabricación estudiada | Serigrafía basada en tintas | Obleas y procesos industriales consolidados |
| Atmósfera controlada en este proceso | No necesaria para el procesado presentado | Depende de cada etapa industrial |
| Eficiencia | 21,86 % certificada en el dispositivo estudiado | Variable según célula y módulo comercial |
| Electrodo | Carbono | Principalmente metalización conductora |
| Madurez industrial | Experimental | Producción masiva |
| Durabilidad comercial demostrada | No | Sí, décadas de experiencia |
| Principal ventaja potencial | Fabricación imprimible y escalable | Fiabilidad, eficiencia y cadena industrial madura |
Limitaciones
La investigación demuestra una célula, no un panel fotovoltaico comercial.
Las 2.000 horas de envejecimiento acelerado no pueden extrapolarse directamente a décadas de funcionamiento exterior.
Todavía debe demostrarse la fabricación de módulos grandes manteniendo la eficiencia y uniformidad obtenidas en dispositivos pequeños.
La composición empleada contiene plomo, por lo que cualquier comercialización futura necesitará sistemas fiables de encapsulación, recuperación y reciclaje.
La fabricación mediante serigrafía tampoco garantiza automáticamente un coste inferior al silicio. Será necesario demostrarlo mediante líneas piloto y posteriormente mediante producción industrial.
No se ha demostrado todavía una vida útil comercial comparable a la de los módulos de silicio actuales.
En qué fase se encuentra
Laboratorio / desarrollo experimental avanzado.
La tecnología ha superado la fase puramente conceptual y existen dispositivos funcionales con eficiencia elevada y ensayos normalizados de estabilidad. Sin embargo, el estudio publicado no demuestra todavía una producción comercial a gran escala.
El paso crítico será trasladar la estrategia de cristalización a módulos de mayor superficie y líneas piloto de fabricación.
Quién está detrás
La investigación está liderada por científicos de la Nanjing Tech University, en Nankín, y cuenta también con investigadores de la Northwestern Polytechnical University, en Xi’an, China.
Entre los autores se encuentran Changshun Chen, Qing Yao, Youjian Ding, Yanxiang Zhao, Anshi Chu, Chenxin Ran, Yingdong Xia, Yonghua Chen y Wei Huang.
El proyecto recibió financiación de la Natural Science Foundation of China, el Ministerio de Educación de China, el National Key R&D Program of China y organismos científicos y tecnológicos de la provincia de Jiangsu.
Fuente de los datos
Los resultados proceden de un artículo científico revisado por pares publicado en Nature Photonics el 27 de agosto de 2026.
Título del trabajo: Fluid motion and crystallization control enable air-processed fully screen-printed perovskite solar cells.
Los valores de eficiencia, estabilidad y condiciones de ensayo utilizados en este artículo proceden directamente del estudio científico y de sus datos experimentales.
Más información: Fluid motion and crystallization control enable air-processed fully screen-printed perovskite solar cells
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