SMARTLINE-PV: perovskitas de estaño para fotovoltaica escalable, libre de plomo y orientada a la circularidad
Fotovoltaica de nueva generación: superar el límite del plomo
SMARTLINE-PV, financiado por Horizonte Europa, impulsa una nueva generación de fotovoltaica de película delgada basada en perovskitas de haluro de estaño, abordando de forma integrada los retos de toxicidad del plomo, escalabilidad industrial, estabilidad del dispositivo y sostenibilidad del ciclo de vida.
Aunque las células solares de perovskita han superado ya el 27 % de eficiencia de conversión, su dependencia del plomo limita su aceptación ambiental y social. El proyecto propone sustituir este elemento por estaño, conservando propiedades optoelectrónicas clave —alta absorción de luz y transporte eficiente de carga—. Las perovskitas de estaño ya han alcanzado eficiencias superiores al 17 %, con un objetivo tecnológico superior al 20 %.
Consorcio europeo integrado: del laboratorio a la industria
SMARTLINE-PV reúne a 13 socios europeos que combinan investigación académica, centros tecnológicos y capacidad industrial. Este ecosistema cubre toda la cadena de valor: desde el desarrollo de materiales y la química de cristalización hasta la integración de módulos, la evaluación de sostenibilidad y el diseño orientado al mercado.
Esta colaboración estrecha permite acelerar la transferencia tecnológica, reduciendo la brecha entre los avances de laboratorio y las soluciones fotovoltaicas desplegables a escala industrial.
Ingeniería de materiales: control de cristalización y estabilidad química
Las perovskitas de estaño presentan desafíos específicos, como cristalización rápida, elevada densidad de defectos e inestabilidad asociada a la oxidación del Sn²⁺. Para abordarlos, el proyecto desarrolla:
- Mediadores de cristalización que ralentizan el crecimiento cristalino y mejoran la uniformidad estructural.
- Nuevas químicas de precursores con disolventes no oxidantes.
- Estrategias basadas en enlaces de hidrógeno e interacciones haluro-haluro para estabilizar el estado del estaño.
Estas innovaciones permiten obtener películas con menor densidad de defectos y mayor reproducibilidad, sentando las bases para dispositivos estables y de alto rendimiento.
Cristalización asistida por plasma: fabricación continua sin antidisolventes
SMARTLINE-PV introduce un proceso de cristalización asistida por plasma que sustituye el uso convencional de antidisolventes. Esta tecnología permite una nucleación rápida y controlada a baja temperatura, reduciendo significativamente el consumo de disolventes y facilitando la producción sobre grandes superficies.
El método es compatible con fabricación rollo a rollo (R2R), habilitando la deposición continua sobre sustratos flexibles y avanzando hacia procesos industriales de bajo consumo energético y menor coste.
Arquitectura del dispositivo: eficiencia, flexibilidad y durabilidad
Más allá del absorbedor de perovskita, el proyecto optimiza la ingeniería del dispositivo mediante:
- Intercapas funcionales para mejorar la extracción de carga y reducir pérdidas por recombinación.
- Nuevas arquitecturas orientadas a incrementar la estabilidad operativa y la flexibilidad mecánica.
El objetivo es alcanzar eficiencias superiores al 20 % en células basadas en estaño, manteniendo prestaciones estables bajo condiciones reales de operación.
MorphoColor y BIPV: integración arquitectónica sin renunciar al diseño
Para aplicaciones en edificación, SMARTLINE-PV incorpora el concepto MorphoColor, basado en estructuras fotónicas que generan color mediante interferencia, sin necesidad de pigmentos.
Este enfoque permite módulos solares con color seleccionable, facilitando su integración en fachadas, cubiertas y sistemas de sombreado. La combinación de generación eléctrica y libertad estética resulta clave para la adopción de la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV), especialmente en entornos urbanos.
Ecodiseño y circularidad: reducción de huella ambiental desde el origen
La sostenibilidad se integra transversalmente en el proyecto mediante:
- Eliminación del plomo y reducción del uso de disolventes.
- Procesos de fabricación a baja temperatura con menor demanda energética.
- Evaluación del ciclo de vida, reciclabilidad y estrategias de fin de vida.
Estas medidas contribuyen a una huella de carbono reducida y refuerzan la viabilidad ambiental de la tecnología.
Demostradores orientados a aplicación: del prototipo al entorno real
SMARTLINE-PV valida sus desarrollos mediante demostradores funcionales:
- Módulos flexibles integrados en dispositivos IoT, proporcionando alimentación autónoma a sensores y sistemas inteligentes.
- Soluciones BIPV con módulos coloreados incorporados en tejas y parasoles, evaluadas en condiciones reales para analizar rendimiento, durabilidad y aceptación del usuario.
[Este contenido procede de INNOVATION NEWS NETWORK Lee el original aquí]
