Universidad de Surrey desarrolla paneles solares flexibles con nanotubos de carbono que resisten 1.000 dobleces y reducen costos en $200/m².
- Nanotubos de carbono, electrodos flexibles.
- Perovskitas, más eficientes y resistentes.
- Adiós al ITO, menos coste y fragilidad.
- Producción roll-to-roll, escala industrial.
- Menor huella de carbono, materiales más abundantes.
Los nanotubos de carbono podrían impulsar una nueva generación de paneles solares flexibles
Las células solares de perovskita llevan años prometiendo una revolución fotovoltaica que combine alta eficiencia, bajo coste y ligereza. El problema siempre ha sido el mismo: componentes frágiles y caros que frenan su llegada al mundo real. Un equipo liderado por la University of Surrey plantea ahora un cambio clave: sustituir el óxido de indio-estaño (ITO) por nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT). No es un ajuste menor. Es un giro de enfoque.
El ITO ha sido durante décadas el estándar como electrodo transparente, pero también uno de los cuellos de botella de la fotovoltaica avanzada: quebradizo, costoso y dependiente de un metal escaso. Los nanotubos de carbono, en cambio, ofrecen flexibilidad mecánica, buena conductividad y una disponibilidad mucho mayor. Justo lo que las perovskitas necesitaban para salir del laboratorio.
Cómo los nanotubos de carbono mejoran el rendimiento
El estudio, publicado en la revista científica Joule, demuestra que un tratamiento químico sencillo con ácido sulfúrico mejora de forma notable el comportamiento eléctrico de las películas de nanotubos sin comprometer su transparencia. La luz sigue entrando; los electrones, ahora, circulan mejor.
Durante el proceso se forma una capa interfacial ultrafina basada en níquel (NiSO₄–NiOx) que actúa como puente estabilizador entre capas. Este detalle, aparentemente técnico, es crucial: reduce pérdidas, mejora la adherencia y refuerza la integridad del dispositivo. Ingeniería de interfaz. De la buena.
El resultado sorprendió incluso al propio equipo. Según explica Wei Zhang, las células flexibles sin ITO superaron el 20 % de eficiencia en grandes áreas, alcanzando hasta 24,5 % en dispositivos pequeños, cifras que colocan esta tecnología entre las más avanzadas del sector. Y sí, sin indio.
Escalabilidad y estabilidad
La eficiencia importa, pero no lo es todo. Si no se puede fabricar a gran escala, no sirve. Aquí entra en juego otro punto fuerte: los electrodos de nanotubos pueden producirse mediante deposición química en fase vapor roll-to-roll, una técnica ya utilizada en la industria electrónica. Producción continua, sobre láminas flexibles, sin procesos exóticos.
Las pruebas de estabilidad refuerzan el argumento. Tras un mes de exposición a calor, humedad y radiación solar, los dispositivos conservaron más del 95 % de su rendimiento inicial. Un salto enorme frente a diseños basados en ITO, donde la degradación suele llegar antes y de forma más abrupta.
La resistencia mecánica marca otra diferencia clara. Tras 1.000 ciclos de flexión, las células con ITO perdieron cerca del 75 % de su eficiencia. Las basadas en SWCNT apenas un 5 %, sin grietas ni delaminaciones visibles. Doblar, enrollar, volver a doblar. Aguantan.
Para Ravi Silva, director del Advanced Technology Institute y coautor del trabajo, la conclusión es directa: los nanotubos de carbono logran lo que el ITO no puede ofrecer al mismo tiempo: rendimiento alto, resistencia mecánica y menor coste. Tres factores que rara vez coinciden.
Impacto ambiental y beneficios en costes
El impacto va más allá del laboratorio. La fabricación de electrodos SWCNT mediante procesos continuos es aproximadamente seis veces más barata que el sputtering de ITO, lo que reduce los costes de producción en torno a 200 dólares por metro cuadrado. Menos energía, menos pasos, menos dependencia de materias primas críticas.
El indio es escaso y su extracción es intensiva en energía. Sustituirlo por materiales basados en carbono reduce la huella ambiental de la fabricación fotovoltaica, un aspecto a menudo olvidado cuando se habla de energías limpias. Paneles más verdes desde el origen, no solo cuando ya están instalados.
Las perovskitas, además, se procesan a temperaturas mucho más bajas que el silicio, lo que disminuye aún más el consumo energético industrial. Son ligeras, adaptables y permiten imaginar superficies solares integradas en lugares donde hoy no tiene sentido colocar un panel rígido tradicional.
Potencial
Esta tecnología no promete milagros instantáneos, pero sí pasos firmes hacia una fotovoltaica más coherente con los límites del planeta. La eliminación de materiales críticos, la posibilidad de producción a gran escala y la integración en entornos urbanos existentes son ventajas difíciles de ignorar.
En un contexto de transición energética acelerada, soluciones como esta permiten descentralizar la generación, aprovechar superficies infrautilizadas y reducir la presión sobre recursos minerales escasos. No es solo hacer paneles mejores. Es hacerlos más sensatos, más duraderos, más compatibles con la realidad climática y material del siglo XXI.
Todavía queda camino hasta la comercialización masiva, claro. Pero esta vez la dirección parece la correcta. Y se nota.
Vía www.surrey.ac.uk
Más información: Jing Zhang et al, Integrating SWCNT to bridge the stability divide in scalable and manufacturable flexible perovskite solar modules, Joule (2025). DOI: 10.1016/j.joule.2025.102225
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