ELECTRÓNICA | Energía solar

La célula fotovoltaica cumple 50 años

Hace estos días 50 años que nació la energía solar fotovoltaica. El 25 de abril de 1954 tres investigadores de los famosos Bell Labs, el centro de investigación y desarrollo de la empresa AT&T, dieron a conocer la primera célula que obtenía energía eléctrica directamente de la luz solar con eficiencia suficiente para hacer funcionar una radio a transistores. La célula, de silicio y todavía un prototipo, sólo aprovechaba el 6% de la energía que le llegaba del Sol, pero el anuncio fue acogido con gran esperanza y los medios de comunicación aseguraron que se iniciaba una nueva era. "Una gran potencia se obtiene de una batería que utiliza uno de los ingredientes de la arena", titulaba el diario The New York Times al día siguiente. La comunicación científica correspondiente fue publicada en mayo en la revista Journal of Applied Physics.

Los autores del avance fueron Daryl Chapin, ingeniero electrónico, Gerald Pearson, físico, y Calvin Fuller, químico. Desde entonces, la eficiencia de las células solares ha aumentado hasta alcanzar el 35%, aunque sólo en casos experimentales. A pesar de que efectivamente se utilizan para obtener energía eléctrica en numerosas aplicaciones en la superficie terrestre, no se ha cumplido todavía la profecía de que serían la fuente más importante de energía en el futuro. Sin embargo, existen nichos en los que la energía fotovoltaica ha resultado imprescindible, y uno de ellos es el que representan los satélites en órbita terrestre, sean científicos, de comunicaciones o de observación de la tierra, civiles o militares. "Los fotones -paquetes de energía procedentes del Sol- hacen salir silenciosamente los electrones de las células y generan electricidad", recuerda el especialista John Perlin. "No hay partes móviles. He aquí el primer dispositivo de potencia verdaderamente cuántico".

La célula fotovoltaica de Bell Labs no era el primer intento de extraer directamente electricidad del Sol. El primero en intentarlo fue Charles Fritts, que en 1883 construyó el primer módulo eléctrico, basado en el selenio. El desarrollo de la célula fotovoltaica está intímamente unido al de la física fundamental, algo que sucede en los inventos muchas más veces de lo que se tiende a creer. La base se remonta al descubrimiento del efecto fotovoltaico en 1839 por Edmund Becquerel y a la correspondiente teoría de Albert Einstein por la que obtuvo el premio Nobel. Sin embargo, los tres científicos de Bell Labs buscaban más bien una solución al suministro de energía a la red telefónica.

"Ellos tenían razón al apostar por el costoso silicio cristalino con el que obtienen el 6% de rendimiento, que consideraban necesario para la explotación rentable de las células (en aplicaciones de telefonía), en tiempos en que las opciones preferidas eran el selenio o incluso la célula de capas delgadas de sulfuro de cobre / sulfuro de cadmio de la que los competidores de RCA había hecho gran publicidad ese mismo año, supuestamente más baratas, pero menos eficientes", afirma el especialista español Antonio Luque, de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). "Hoy el 90% del mercado fotovoltaico, que crece a más del 30% anual, lo ocupan las células de silicio herederas del éxito de Bell Labs", recuerda Luque.

Es la crisis del petróleo de 1973 la que impulsa la energía solar fotovoltaica, que se empieza a investigar en España en los años siguientes. "Las técnicas que usa la industria actualmente, con un rendimiento del 15%, se desarrollan casi por completo en la década que sigue al choque petrolero", recuerda Luque. "En 1981 se funda la empresa Isofotón en España cuyas células salen al mercado en 1982. Es un spin-off de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de Madrid y en 2003 ocupó el séptimo puesto mundial por el número de células fabricadas, aunque la inmensa mayoría se exportan.

Ahora, se intenta aprovechar mejor el espectro solar. El proyecto europepo Fullspectrum, que reúne a 19 centros, se afana en ello bajo la coordinación general de la UPM. Un consorcio japonés ha presentado la célula de mayor rendimiento hasta el momento, del 36,5%, construida con los semiconductores indio, galio y germanio.

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