Investigadores alemanes establecen un récord de eficiencia del 25,5% con una célula solar tándem de perovskita y CIGS.
- ☀️ Nuevo récord de eficiencia fotovoltaica.
- 🔬 Combinación CIGS-perovskita optimizada.
- ⚡ 25,5% de conversión de luz solar en electricidad.
- 📈 Mejora certificada en las tablas internacionales de referencia.
- 🏗️ Paso hacia módulos solares más eficientes.
- 🌍 Avance europeo para acelerar la transición energética.
Una nueva célula solar en tándem bate récord con un 25,5% de eficiencia gracias a la combinación de CIGS y perovskita
La carrera por desarrollar paneles solares más eficientes acaba de dar un nuevo paso. Un equipo de investigadores del Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) y del Center for the Science of Materials Berlin (CSMB) de la Universidad Humboldt de Berlín ha logrado fabricar una célula solar en tándem de CIGS y perovskita con una eficiencia certificada del 25,5%, superando el anterior récord del 24,6% para esta misma tecnología y tamaño de dispositivo.
Aunque la diferencia pueda parecer pequeña a simple vista, en el ámbito de la investigación fotovoltaica aumentar casi un punto porcentual supone un reto enorme. Cada décima de eficiencia adicional implica reducir pérdidas energéticas, mejorar materiales y perfeccionar procesos de fabricación extremadamente complejos.
Una arquitectura que aprovecha mejor la energía del Sol
Las células solares en tándem combinan dos materiales con propiedades distintas para capturar una parte más amplia del espectro solar. En este caso, la parte inferior está formada por un semiconductor CIGS (cobre, indio, galio y selenio), mientras que la capa superior utiliza perovskita, uno de los materiales que más interés despierta actualmente dentro de la energía fotovoltaica.
El funcionamiento es relativamente sencillo de entender. La perovskita absorbe las longitudes de onda más energéticas de la luz solar y deja pasar otras que son aprovechadas posteriormente por la capa de CIGS. Así se consigue extraer más electricidad de la misma cantidad de radiación solar.
Esta estrategia permite superar algunos de los límites físicos que presentan las células convencionales fabricadas únicamente con silicio.
El secreto está en los pequeños detalles
El nuevo récord no se ha conseguido gracias a un único cambio, más bien al resultado de numerosas mejoras acumuladas.
Los investigadores emplearon células CIGS con diferentes bandas prohibidas energéticas, ajustaron el grosor de las capas conductoras de óxido de zinc dopado con aluminio y probaron distintas arquitecturas para optimizar el comportamiento del dispositivo.
También dedicaron gran parte del trabajo a reducir las pérdidas que aparecen en las interfaces entre materiales, uno de los principales desafíos de las células en tándem.
Para ello estudiaron diferentes combinaciones de óxido de níquel (NiOx) y monocapas autoensambladas (SAM) como materiales de transporte de huecos, además de perfeccionar el contacto electrónico mediante una deposición cuidadosamente controlada de Buckminsterfullereno (C60) sobre una finísima capa pasivadora de fluoruro de litio (LiF) de apenas 1 nanómetro de espesor.
Puede parecer un detalle casi microscópico. Lo es. Sin embargo, en dispositivos de este tipo, variaciones de unas pocas moléculas pueden marcar diferencias importantes en el rendimiento final.
Un récord certificado y reconocido internacionalmente
La nueva marca ya aparece registrada en las conocidas Solar Cell Efficiency Tables, publicadas por la revista científica Joule. Estas tablas, conocidas dentro del sector como las Green Tables, constituyen uno de los principales referentes internacionales para validar los avances en eficiencia fotovoltaica.
Su criterio resulta especialmente exigente. No basta con alcanzar una eficiencia elevada; la célula debe superar una superficie mínima de 1 centímetro cuadrado para demostrar que el resultado es reproducible y tiene potencial para evolucionar hacia aplicaciones reales.
La célula desarrollada por el equipo berlinés alcanza una superficie de 1,081 centímetros cuadrados, suficiente para entrar oficialmente en esta clasificación.
Del laboratorio a los primeros módulos solares
Aunque todavía se trata de una célula de investigación, el proyecto europeo SOLMATES ya trabaja en trasladar estos resultados a dispositivos de mayor tamaño.
Dentro del mismo proyecto, investigadores de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Berlín (HTW) y del HZB fabricaron un mini módulo fotovoltaico basado en una arquitectura muy similar que alcanzó una eficiencia del 19,7% sobre una superficie de 2,25 centímetros cuadrados.
La diferencia entre una célula individual y un módulo completo es importante. Al aumentar el tamaño aparecen nuevas pérdidas eléctricas, conexiones adicionales y mayores dificultades de fabricación. Por ese motivo, conseguir eficiencias elevadas en módulos constituye uno de los grandes objetivos de la industria.
La perovskita sigue acercándose al mercado
Durante la última década, la perovskita ha pasado de ser un material casi experimental a convertirse en una de las grandes apuestas del sector fotovoltaico.
Su fabricación puede realizarse mediante procesos potencialmente más económicos que los utilizados en las obleas tradicionales de silicio, además de permitir dispositivos más ligeros y compatibles con superficies flexibles.
El principal reto continúa siendo la estabilidad a largo plazo. Las perovskitas son sensibles a factores como la humedad, el oxígeno, la radiación ultravioleta o las altas temperaturas. Precisamente por eso, buena parte de la investigación actual se centra en desarrollar encapsulados más resistentes y mejorar las interfaces internas para aumentar su vida útil.
En los últimos años ya han aparecido demostradores industriales y líneas piloto que muestran que esta tecnología empieza a salir del laboratorio, aunque todavía necesita consolidar su durabilidad antes de competir de forma masiva con los paneles de silicio convencionales.
Los investigadores creen que todavía queda mucho margen
Según el equipo responsable, el 25,5% alcanzado representa únicamente un paso más.
Las pruebas internas realizadas con arquitecturas muy similares ya han obtenido eficiencias del 27,5%, lo que indica que todavía existe margen para seguir optimizando el diseño antes de llegar a los límites físicos de esta combinación de materiales.
Si esos resultados consiguen mantenerse en dispositivos más grandes y con estabilidad durante años de funcionamiento, la tecnología podría convertirse en una alternativa muy competitiva para futuras instalaciones solares.
Potencial
Las células solares en tándem representan una de las líneas de investigación con mayor proyección dentro de la energía fotovoltaica. Si consiguen fabricarse de forma industrial, con costes competitivos y una larga vida útil, podrían aumentar significativamente la producción eléctrica renovable sin ocupar más terreno.
Su elevada eficiencia también abriría la puerta a edificios con mayor autosuficiencia energética, instalaciones solares urbanas más productivas y sistemas fotovoltaicos capaces de generar más electricidad allí donde el espacio es limitado.
A medida que estas tecnologías maduren, podrán complementar a los paneles convencionales en aplicaciones específicas, desde cubiertas residenciales hasta infraestructuras industriales o proyectos de generación distribuida. No resolverán por sí solas el desafío climático. Eso está claro. Pero cada mejora en eficiencia acerca un sistema energético más limpio, más resiliente y capaz de aprovechar mejor uno de los recursos más abundantes del planeta: la luz del Sol.
Vía Helmholtz Association of German Research Centres
Más información: Martin A. Green et al, Solar cell efficiency tables: Version 68, Joule (2026). DOI: 10.1016/j.joule.2026.102494
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