Tecnología de paneles solares inspirada en la naturaleza

Un equipo de investigación de la Facultad de Ingeniería (SENG) de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) ha presentado una estrategia innovadora para la estabilidad operativa a largo plazo de las células solares de perovskita.

Las estrategias, dirigidas por el profesor Zhou Yuanyuan, buscan mejorar la eficiencia y la vida útil de los paneles solares mediante la mejora de su resistencia y adaptabilidad a los cambios ambientales como el calor, la humedad y la luz ultravioleta.

Su artículo, "Diseño multiescala bioinspirado para células solares de perovskita", publicado en Nature Reviews Clean Technology, sugiere que las estructuras jerárquicas que se encuentran en la naturaleza, como las de las hojas, las polillas o los escarabajos, pueden fomentar el desarrollo de tecnologías de paneles solares de bajo coste que prioricen la sostenibilidad.

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El reto

Aunque el proceso de fabricación de células solares de perovskita ofrece una ventaja potencial en la reducción de los costes de la energía solar, el reto para los científicos era abordar algunas cuestiones que afectan directamente a su funcionamiento y vida útil.

La investigación se centró principalmente en contrarrestar los procesos de degradación a diferentes escalas debido a la susceptibilidad a los cambios ambientales que afectan significativamente la estabilidad y el rendimiento de las células solares durante su uso prolongado.

Con su grupo de investigación y colaboradores de instituciones líderes en EE. UU. y Suiza, el profesor Zhou Yuanyuan propuso aplicar los conocimientos de los sistemas biológicos para inspirar el desarrollo de tecnologías eficientes, de bajo coste, resistentes y adaptables.

Una estrategia multiescala

Según el profesor Zhou, la naturaleza ofrece una gran cantidad de soluciones que inspiran el diseño de tecnología solar que prospere con el tiempo en condiciones del mundo real, por lo que la investigación se llevó a cabo a varias escalas: molecular, microescala y a nivel de dispositivo.

El enfoque molecular se utilizó para controlar la cristalización y mitigar la degradación de las células solares, mientras que a nivel microscópico se implementaron estrategias para aumentar su resistencia y auto-reparación.

Nature Reviews Clean Technology (2025).

Por último, se podrían aplicar estructuras biológicas inspiradas en los ojos de polilla, la transpiración de las hojas y las cutículas de escarabajo para mejorar su rendimiento en condiciones ambientales adversas.

Inspiración para el futuro

La investigación busca sentar un precedente para el desarrollo de tecnologías que aporten soluciones a retos complejos, al tiempo que se centra en la sostenibilidad a gran escala y la rentabilidad.

"Esto no se trata solo de nuevos materiales; representa un enfoque novedoso de la tecnología solar, inspirado en la propia naturaleza. Al integrar estructuras, funciones y sostenibilidad bioinspiradas, estamos entusiasmados con el nuevo capítulo que se abre en la energía solar", afirmó el Dr. Duan Tianwei, primer autor y profesor asistente de investigación en el Departamento de CBE de la HKUST.

Otro paso adelante para un mundo más verde y sostenible.

Fuente: Tianwei Duan, Peijun Guo, Sascha Feldmann, Carolin M. Sutter-Fella & Yuanyuan Zhou (2025) “Diseño multiescala bioinspirado para células solares de perovskita”. Nature Reviews Clean Technology.

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